Brevet FR2026559A1 — publié le 19700918

-1- 2026559 L'invention concerne un procédé d'usinage en fosse des profils usés des trains de roues sur le véhicule ferroviaire non démonté, par lequel les roues sont commandées et soutenues par des galets de friction appliqués sur les bandages des roues, et 5 un dispositif pour la mise en oeuvre dudit procédé. Les tours en fosse connus jusqu'à présent ont déjà démontré leur grande rentabilité par rapport à l'usinage usuel jusqu' ici des trains de roues sur les tours classiques pour trains de roues démontés du véhiculée II se produit néanmoins 1 * inconvé-10 nient décisif que les tours en fosse ne permettent pas d'effectuer une mesure du profil® En mesurant la circonférence, on mesure sans doute le diamètre du cercle de roulement, celui-ci n'est toutefois pas un critère pour l'approche de l'outil nécessaire pour obtenir un profil entièrement usiné. 15 Parmi les tours en fosse, deux types fondamentalement différents se sont constitués. Les tours, sur lesquels un centrage des trains de roues intervient sur des pointes ou boîtes d'essieu, et les tours fonctionnant sans pointes sur lesquels les trains de roues sont reçus non centrés par leurs boudins qui se 20 trouvent encore dans une large mesure à l'état neuf, sur les surfaces circonférentielles de galets de commandes Les trains de roueà montés centrés donnent lieu à des trains de roues avec surfaces circonférentielles tournées•de façon centrée, et les trains de roues montés sur pointes permet-25 tent en plus un réglage parfait des outils, à condition qu'il existe des dispositifs permettant de régler a la même hauteur les pointas réglables en hauteur. Pour tous les autres montages de trains de roues, l'approche de l'outil est problématique, car il n'existe aucune position initiale pour la. mesure. 30 Or, ce n'est souvent qu'après avoir fourni un travail important qu'il est possible de dégager des trous de centrage des essieux, parce que des tachymètres, pompes de graissage, générateurs ou d'autres armatures sont fixés sur le couvercle de la boîte d'essieu, dont le démontage entraîne une grande per-35 te de temps, ou des escaliers d'accès, des pièces du châssis ou de la commande se trouvent placés de manière à rendre les essieux absolument inaccessibles pour les monter sur pointes. C'est l'une des raisons pour lesquelles on préfère pour l'usinage en fosse le centrage des trains de roues dams les 69 43897 2026559 boîtes d'essieu ou le montage non centré du train de roues par les surfaces circonférentielles des bandages de roues» Les bandages montés par le pourtour du boudin copient la précision de ces surfaces de rotation sur celles du profil à 5 tourner. La précision de la rotation centrée dépend donc uniquement du profil initiale Pour mesurer le diamètre, on en est réduit à la mesure très peu fiable de la circonférence, dans laquelle entrent aussi bien l'irrégularité de la rotation que tous les défauts de forme 10 et influent sur le résultat de la mesure. Le train de roues ayant marché est généralement excentrique et on le mesure trop grand de la double excentricité. XI vient s'y ajouter que les surfaces de roulement ne sont pas rondes, mais qttel-les peuvent être des polygones par suite de points de freinage, etc.., et la 15 surface à mesurer peut comporter de la rouille, de la boue ou des soudures diminuant à leur tour la précision de la mesure. Pour conserver lors de la rénovation du profil le plus grand diamètre possible du bandage, soit pour pouvoir exécuter la rénovation du profil par enlèvement minime de copeaux, une 20 mesure générale précise du train de roues est toutefois nécessaire, indiquant au tourneur le nouveau diamètre du cercle de roulement. Sur les tours en fosse cette mesure générale du train de roues s'est limitée jusqu'à présent à la mesure de la circonférence déjà mentionnée et très peu fiable qui, à elle seule, n'est 25 pas un critère pour l'approche nécessaire de l'outil. Ce n'est pas le seul nouveau diamètre du cercle de roulement qui est important pour la rénovation du profil, mais aussi l'écartement des deux profils entre eux et du plan médian du train de roues, la largeur de la voie et sa position sur l'essieu.» 30 II est d'usage, sur les tours en fosse, d'ajuster le pro fil d'un train de roues selon la face intérieure du bandage. Oh ne tient pas compte de l'écartement entre les deux disques de roue, ce qui fait que des trains de roues avec un petit écartement des bandages ont une voie plus petite que des trains de roues 35 avec un écartement des bandages supérieur. La voie èn tant que l'une des cotes les plus importantes du profil du bandage fait toutefois l'objet de tolérances nettement plus étroites que les cotes AR, les cotes des écartements des bandages du plan médian, de sorte qu'en travaillant selon la méthode décrite, la voie ne 69 43897 -3- 2026559 peut souvent pas être respectée, en particulier lorsqu'une roue se trouve au bon écartement latéral du plan médian du train de roues et seul l'autre bandage de roue se trouve déplacé sur l'essieu, la totalité de l'écart de la voie est portée sur un seul 5 bandage de roue, il peut arriver que le boudin de ce bandage de roue soit affaibli de façon inadmissible. Par contre, en appliquant le procédé de l'invention, on tourne tout d'abord sur les boudins du bandage de roue centré dans ses boîtes d'essieu une surface de mesure qui : 10 1) garantit que le bandage de roue tournera rond dans le montage non centré du boudin lors de la rénovation du profil consécutive à effectuer, et ce conformément à la thèse déjà mentionnée, selon laquelle le nouveau diamètre de tournage est copié par sa surface de montage; 15 2) permet une meilleure mesure de la circonférence et de ce fait un diamètre plus précis, parce que la surface de mesure est ronde et centrée, de même que propre, exempte de matières grasses et exempte de tous points défectueux; 3) donne en tant que surface initiale une base demesure 20 parfaite pour mesurer l'usure; 4) en outre, le dispositif conforme*à l'invention permet de répartir'uniformément la différence de la voie sur les deux bandages de roue et aussi de respecter la largeur exacte de la voie» 25 Toutefois, les vitesses de plus en plus élevées des véhi cules sur rails nécessitent aussi une plus haute précision de la fabrication de l'ensemble du mécanisme propulseur, en particulier des trains de roues* Sur les tours de surface on exige la très haute précision de 0,3 % d'écart du diamètre des roues de tout un 30 groupe de trains de roués, précision qui peut être obtenue sans difficultés sur les tours dé surface modernes, mais qu'on ne peut pas-réaliser sur les tours' en fossë par les méthodes de mesure employées jusqu'à présent. Là précision à réaliser sur ces machines dépend plus encore que sur d'autres machines de la précision 35 à laquelle on peut mesurer. L'invention a pour objet d'améliorer et de rendre plus précises les méthodes de mesure pour les' tours en fosse et de produire avec très peu d'enlèvement de copeaux un profil de bandages d'Un diamètre prédéterminable ët d'une voie prédé'terminable0 69 43897 2026559 Conformément à 1'invention, les sommets des boudins des deux roues sont tournés cylindriques et de façon centrée avant 1*usinage proprement dit du profil, puis on mesure les diamètres tournés et on établit l'écartement latéral et radial le plus 5 avantageux du nouveau profil à tourner du plan médian du train de roues et de la surface tournée cylindrique et on déplace de cette cote une butée se trouvant sur le chariot transversal du support à copier, laquelle bute alors sur la surface cylindrique du boudin en vue du réglage du diamètre* A cet effet sont disposés 10 dans une fosse au-dessous du train de roues monté dans le boggie des supports de mesure réglables approximativement à la hauteur des rails, supports sur lesquels se trouvent des outils pour tourner des surfaces cylindriques* ainsi que des appareils pour mesurer la profondeur de l'usure et l'écartement des bandages» 15 On tourne donc tout d'abord une base de mesure susceptible d'Stre mesurée parfaitement, parce qu'elle est propre, ronde et centrée, et à partir de laquelle on peut mesurer les cotes importantes pour la rénovation du profil, en particulier la profondeur de l'usure. On obtient ainsi des mesures parfaites qui non seule-20 ment satisfont aux exigences de précision, mais permettent aussi d'enlever le moins de copeaux possible. XI est particulièrement avantageux, que le tour en fosse soit doté d'un poste de mesure séparé monté en amont du poste d'usinage, parce que la mesure éu train de roues suivant peut s'effectuer pendant l'usinage du 25 train de roues précédent. Le rendement du tûur en fosse peut ainsi Stre nettement augmenté, parce que l'usinage peut se faire successivement et qu'on ne perd pas de temps par les longues mesures sur le tour en fosse. Les passes multiples sur un train de roues sont réduites à la mesure inévitable» 30 II va de soi que ce procédé peut aussi être mis en oeuvre sur la machine d'usinage même. Les dispositifs pour créer la base de mesure, soit les dispositifs de tournage existent de toute façon. Il suffit de monter les appareils de mesure nécessaires pour obtenir les mSmes avantages, à savoir une approche de 1'ou-35 til très précise et très économique. Selon l'invention, deux chariots de mesure disposés cou-lissables parallèlement à l'axe du train de roues, sont déplacés en sens opposés par un mécanisme compensateur et munis de butées qui rencontrent la face intérieure des bandages de roue. 69 43897 -5- 2026559 Ce dispositif permet un réglage axial avantageux et parfait des deux supports de mesure, sur lesquels sont montés les appareils de tournage et de mesure; en particulier chaque chariot de mesure peut être muni d'une aiguille se déplaçant par rapport 5 à une échelle graduée fixe et indiquant sur celle-ci les écarts de l'écartement entre les deux faces des bandages (cotes AR) et le plan médian du train de roues, écarts pouvant éventuellement être corrigés. Comme appareils de mesure du diamètre on utilise des roues 10 mesureuses connues destinées à mesurer la circonférence et qui,' appliquées sur les surfaces de mesure venant d'être tournées sur les boudins, donnent des résultats de mesure parfaits, parce que la surface de mesure est ronde, centrée et propre, ainsi qu'exempte de défauts de forme. 15 Sur les supports de mesure ou aussi à côté de ceux-ci sont disposés, conformément à l'invention, des supports dans les guidages desquels peuvent se déplacer des coulisseaux munis de galets-butées et sur lesquels sont disposés des galets palpeurs subissant la pression de ressorts et dont la course est indiquée sur une 20 division disposée sur le chariot. Avec ce dispositif on mesure l'usure à partir de la base de mesure dont- le diamètre est connu par la mesure précédente. "On connaît ainsi également la distance jusqu'au profil exigé des surfaces de roulement, de sorte que le levier palpeur indique directement 1'approche radiale de 1'outil 25 et que le nouveau diamètre du cercle de roulement•peut être calculé pour les supports avec dispositifs de positionnement. Sur le chariot transversal du support à copier d'un tour en fosse sont disposés une butée escamotable et un repère réglable pouvant être positionnés sur une échelle graduée du diamètre 30 fixée syr le chariot transversal réglable portant le gabarit. L'échelle graduée du diamètre de chaque support est réglée à la valeur exacte du diamètre de la base de mesure tournée sur le boudin et la valeur mesurée de l'usure maximale du profil est rajustée sur ladite échelle graduée, de sorte que le tour en fos-35 se se trouve immédiatement réglé sur le nouveau diamètre de tournage. Les figures représentent une forme de réalisation à titre d'exemple, et plus particulièrement: la fig.l est une vue d'ensemble du dispositif conforme 69 43897 -6' 2026559 à l'invention; la fig.2 est une coupe suivant la ligne I-I avec vue de la commande; la fig.3 représente le dispositif de mesure suivant la 5 fig.l à plus grande échelle; la fig.4 montre le dispositif de tournage; la fig.5 représente le dispositif de mesure du diamètre; la fig.6 est une coupe du dispositif de mesure suivant la ligne XI-II de la fig.5; 10 la fig.7 montre le dispositif de mesure de la profondeur de la passe; la fig.8 est une vue latérale d'un tour en fosse. Un train de roues 1, monté dans un véhicule ferroviaire non représenté, se trouve placé sur des rails 2 au-dessus d'une 15 fosse 3 et est soulevé par des pistons hydrauliques 4 placés sous les boîtes d'essieu 5 jusqu'à ce que deux bandages de roue 6 se trouvent à environ 20 mm au-dessus des rails 2. Le train de roues est entraîné par des galets de friction 7 appliqués au-dessous du train de roues sur la surface de roule-20 ment des bandages de roue 6 et montés sur des leviers de suspension 8. Ces leviers de suspension 8 peuvent tourner dans un corps 10 des organes de commande autour de l'axe d'une roue de commande 9 et comportent des roues dentées 11 et 12 transmettant la commande aux roues de friction 7. A l'autre extrémité les leviers de 25 suspension 8 prennent appui sur une surface 14 par l'intermédiaire de tiges de piston 13 pouvant être mues par des pistons 15 dans un cylindre 16. Au-dessus de l'essieu du train de roues et parallèlement à lui est disposé un dispositif de mesure 17 fixé sur les patins 30 intérieurs des rails 2 et comportant aussi bien des dispositifs 18 pour rectifier par tournage le sommet du boudin que des dispositifs 19 pour mesurer le diamètre et des disposi4ifs 20 pour mesurer la profondeur de la passe (fig.l)„ Bes deux côtés du dispositif de mesure 17 se trouvent des 35 chariots de mesure 21 pouvant être déplacés dans des guidages 22 (fig.6) et comportant des chariots transversaux 23 portant des outils de tournage 24 et pouvant être approchés par la vis transporteuse 25 et les roues à main 26. Les chariots 23 traversent donc le dispositif de mesure 17* 69 43897 -7- 2026559 Les deux chariots de mesure 21 sont reliés entre eux par des vis 27 et 28 dont l'une est munie d'un filet droit et l'autre d'un filet gauche. Un écrou commun 29,disposé dans un corps 30, relie les deux vis* Sur 1*écrou 29 est fixée une roue conique 5 31 pouvant coulisser sur l1écrou 29 par rainure et clavette, montée sur un support 90 et reliée à la roue à main 32» Des consoles 33 sont articulées en 34 sur le dispositif de mesure 17 et elles peuvent être mues par un vérin pneumatique 35* Sur la console 33 se trouve un boîtier 36 du dispositif de ÎO mesure pouvant Être appliqué avec une roue mesureuse 37 sur une base de mesure 38. Un mécanisme compteur 41 est commandé par des roues dentées 39 et 40. Une pointe 42 pouvant être serrée sur le corps 36 monte' sur la face intérieure du train de roues, sur lequel un repère 43 a été apposée 15 Sur le dispositif de mesure 17 sont aussi fixés dés sup ports 44 de supports de mesure 45, dans les guidages desquels glissent des coulisseaux 46, sur lesquels est disposé un galet de roulement 47, ainsi qu'un levier coudé 48 subissant la tension d'un ressort 49 et monté mobile à rotation sur un tourillon 50. 20 Le levier coudé 48 palpe le profil usé par un bras de levier, l'autre bras de levier est conformé en aiguille 51 se déplaçant sur une division 52» Le train de roues ayant été mis en place au-dessus du dispositif de mesure et soulevé par les pistons hydrauliques 4, il 25 faut aligner les dispositifs de mesure sur le train de roues. On l'obtient en tournant 1«écrou 29 par l'intermédiaire de la roue conique 31 au moyen de la£oue à main 32 et on déplace les deux chariots vers l'extérieur jusqu'à ce que l'une tout d'abord des butées 91 touche la face interne associée du bandage de roue. En 30 continuant de tourner, la roue à main 32, on ne déplace maintenant plus que l'autre chariot de mesure 21 jusqu'à ce que sa butée 91 vienne s'appliquer sur l'autre face intérieure du bandage de roue. Après le contact de la première butée avec son bandage de roue, c'est non seulement l'autre chariot longitudinal qui se 35 meut vers son bandage de roue, mais le corps 30 se déplace aussi dans le même sens de la moitié du chemin parcouru par le deuxième chariot longitudinal. Lorsque les deux butées 91 sont en contact avec les faces intérieures des bandages de roue, les chariots de mesure 21 sont placés correctement par rapport aux trains de 69 43897 -8- 2026559 roue. Leur écafctement peut être lu sur des échelles graduées 93 „ Lorsque les deux butées 91 ont touché leurs bandages de roues, on les fait tourner de 90* et le corps 30 est bloqué sur le dispositif de mesure par des moyens connus non représentés. 5 Les chariots de mesure sont alors alignés dans leur position latérale. En tournant l1écrou 29 au moyen de la roue à main 32, les deux supports de mesure 21 sont mus simultanément et dans le même sens, le centre de leurs distances demeure toujours au même point. 10 Après l'alignement latéral des supports de mesure à l'aide des butées 91, on déplace les outils à tourner 24 en tournant les roues à main 32 et 26 jusqu'à ce qu'ils touchent les sommets des boudins. Les chariots de mesure 21 sont alors retirés vers le milieu jusqu'aux butées 53 en tournant la roue à main 32. 15 Puis on approche de 1 mm les chariots transversaux en tournant la roue à main 26 et on crée ainsi une surface de mesure d'environ 10 mm de largeur sur le boudin. Après le serrage usuel des supports (les dispositifs de serrage ne sont pas représentés), on rectifie le boudin par tournage manuel en tournant la roue à 20 main 32. La base de mesure ayant été tournée (38, fig.5), il faut encore la mesurer. On y procède de manière connue à l'aide d'une roue mesureuse 37 de lOO mm de diamètre appliquée sur la surface de mesure et dont les tours pour exactement une révolution du 25 train de roues peuvent être comptés et lus sur le mécanisme compteur 41. Les chiffres de ce compteur indiquent directement les centimètres et des fractions de centimètres. La roue mesureùse 37 est appliquée sur la surface de mesure par le vérin pneumatique 35. 30 Un repère 43 apposé sur la face intérieure du bandage (trait sur craie) permet de positionner exactement le début et la fin de la mesure par rapport à l'aiguille 42. Après l'application de la roue de roulement 47 sur un boudin 95, le bras palpeur 45 du levier coudé 45/51 palpe une surfa-35 ce de roulement 96, tandis que l'aiguille 51 joue sur l'échelle graduée 52 et y indique la profondeur de passe nécessaire. Les valeurs mesurées du diamètre de la base de mesure sont portées sur une feuille de mesures. De ces valeurs mesurées on défalque î 69 43897 ■9- 2026559 1) la double hauteur du boudin (2 x 27 = 54 mm) moins 2x1 mm sommets tournés du boudin = 52 mm» 2) L'usure mesurée sur le cercle de roulement, soit le double de la profondeur de la passe. Le résultat est 5 égal au nouveau diamètre de tournage. Le procédé de mesure décrit peut aussi être combiné directement avec un tour en fosse. Dans ce cas, le dispositif de tournage pour rectifier par tournage le sommet du .boudin devient superflu, ledit dispositif existant de toute façon sur le tour, et 10 la mesure de la base de mesure est superflue. La fig.8 montre la .vue latérale d'un tour en fosse avec un train de roues 60 et des galets d'appui et de commande 61, un chariot transversal 62 et un chariot longitudinal 53, sur lequel sont disposés tant un outil à tourner 64 qu'une butée 65 avec un 15 galet-butée 66. Le chariot transversal 62 glisse dans des guidages d'un bâti 67. Sur un bâti opposé 68 est fixé un guidage 69, dans lequel glisse un chariot 70 comportant un gabarit 71 et une division de réglage 72, ainsi qu'un dispositif de déplacement permettant de déplacer le chariot 70 en tournant une roue à main 73 et 20 par l'intermédiaire d'un engrenage conique et d'une tige filetée 75. Sur le chariot longitudinal 63 est disposé dans un guidage 76 un palpeur 77 qui communique avec le gabarit 71 par l'intermédiaire d'un levier de palpeur 78. Bur une échelle graduée de réglage 72 glisse une aiguille 25 79 communiquant avec le support transversal 62. On applique tout d'abord le galet-butée 66 sur la base de mesure. Puis la valeur de l'usure mesurée sur l'échelle graduée 52 est affichée sur la division 72 et la butée 65 est escamotée en la faisant basculer autour d'un pivot 80. 69 43897 -10- 2026559 REVENDICATIONS 1) Procédé d'usinage en fosse des profils usés des trains de roues d'un véhicule ferroviaire non démonté, pendant l'application duquel les roues sont commandées et soutenues par des ga-5 lets de friction appliqués sur le bandage de roue, caractérisé en ce qu'avant l'usinage proprement dit du profil, on rectifie les sommets des boudins des deux roues par tournage cylindrique et centré, qu'on mesure le diamètre tourné et qu'on établit l'écartement latéral et radial le plus avantageux du nouveau profil 10 à tourner du. plan médian du train de roues et de la surface tournée cylindrique et qu'on déplace de cette cote une butée se trouvant sur le chariot transversal du support à copier, laquelle bute alors sur la surface cylindrique du boudin pour le réglage du diamètre. 15 2) Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que sont disposés dans une fosse au-dessous du train de roues monté dans le boggie, approximativement à hauteur des rails, des chariots de mesure réglables, sur lesquels se trouvent des outils pour tourner des surfaces cy-20 lindriques sur les sommets des boudins, des appareils pour mesurer le diamètre desdites surfaces cylindriques ainsi que des appareils pour mesurer la profondeur de l'usure et pour mesurer les écarte-ments des bandages. 3) Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé suivant 25 la revendication 2, caractérisé en ce que deux chariots de mesure sont disposés coulissables et parallèles à l'essieu du train de roues, qu'ils sont déplacés en sens opposés conjointement par "un mécanisme compensateur et munis de butées prenant appui sur les faces intérieures des bandages de roue. 30 4) Dispositif suivant la revendication 2, caractérisé en ce que sont disposés sur les supports de mesure ou aussi à côté de ceux-ci des supports,dans les guidage desquels peuvent se déplacer des coulisseaux munis de galets-butées, sur lesquels sont disposés des leviers palpeurs subissant la tension de ressorts 35 et dont la course est indiquée sur une division apposée sur le coulisseau. 5) Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en ce que sont disposés sur le chariot transversal du support à copier des tours en fosse une butée•escamotable et un repère de réglage et affichable sur une échelle graduée du diamètre fixée sur le chariot transversal réglable portant le gabarit.