Brevet FR2701277A1 — publié le 19940812

Machine automatique portative pour le meulage des soudures et des zones de rechargement de rails de chemin de fer. La présente invention a pour objet une machine automatique portative pour le 'i e u I a g e des s o u d u r e s et des zones de rechargement de rails de chemin de fer. Dans 7a demande de brevet n 90 , 72295 deposee le 5 octobre 1990 au nom du mdme demandeur, on a décrit un bâti destiné à porter des meules auxquelles on imprime manuellement un mouvement de va et vivent. Ce dispositif ne donne pas entière satisfaction car il résout mal le problème particulier posé par le problème des soudures de chemin de fer et des zones de rechargement par apport de metal . En effet, lorsque l'on soude entre eux deux rails de chemin de fer, on leur donne un léger pointu afin de compenser le retrait au refroidissement qui sans cette précaution provoquerait un creux dans l'axe de la soudure, puis avec une meule on assure la finition de la soudure en meulant le pointu ras-i-duel. Toute soudure sortant des normes de réception se verra refuser par la SNCF et conduira à son remplacement (d'office pour toutes les soudures creuses ainsi que celles restant nords tolérance de pointu). Le contrôle est fait par des inspecteurs (en France par 1 es inspecteurs de la SNCF) entre deux points distants d'une longueur déterminée, que l'on appellera "1" et il faut, une fois le meulage fait, qu'en posant une règle plate biseautee dont la tolerance de rectitude est de 0,05 mm sur la partie meulez, l'on puisse à la verticale des deux extrémités de "1" enfiler sous la règle plate une cale dont l'épaisseur "x" est comprise entre deux valeurs prédéterminées. La norme en vigueur en France est que "1" est egal à 90 cm et que 1 @épaisseur "x" doit être comprise dans des tolérances variables fixant le rejet ou l'acceptation dans des catégories A, B, ou R (R= refus). Dans le brevet français 7.418.835 (EFSA) , on a décrit une machine pour meuler des joints de rails comportant une meule coulissante sur deux tiges portées par deux organes tâteurs qui prennent appui sur le rail. Il suffit de disposer ces deux tâteurs à une distance "l" l'un de l 'a u t r e pour répondre aux conditions de la n o r m en vigueur. Cependant, la meule décrite dans ce brevet est posée à plat sur la surface du rail et ne peux pas donner satisfaction d'lune part parce que le meulage à plat n'ast pas assez précis et d autre Part parce qu'une telle meule ne peut pas suivre les contours du champignon du rail. En effet, lorsque l'on réalise une soudure entre deux rails5 il y a un exccs de matière apporte sur tout le pourtour du champignon du rail et il est donc necessaire d e meuler ce pourtour. Là encore, tout meulage excessif susceptible de créer un défaut de géométrie, aussi faible soit-il, dans la surface du rail , entraînera le rejet de la soudure avec toutes ces conséquences, notamment avec introduction de coupons. Réaliser un tel meulage tournant en respectant la cote "x" p précédemment ment j onnee entre deux points séparés d'une distance "1" est un problème particulièrement difficile à résoudre.Cela suppose en effet de déplacer la meule en la tournant sur le pourtour du champignon du rail 5 tout en la déplaçant longitudinalement le tout avec une très grande précision. Le problème à résoudre est le meme pour meuler un rechargement de rai par apport de métal. Dans le brevet allemend 168.741, on a décrit un dispositif comportant un sabot muni à sa partie inférieure d'une surface abrasive, ce sabot étant porté par une barre qui se déplace dans deux lumières curvilignes ménagées dans deux plaques situées à chaque extrémité de la machine de façon que l'outil de meulage puisse se déplacer tout autour du champ j gnon du rail. La présente invention concerne un outil de meulage qui reprend ces dispositions connues en les améliorant de façon à obtenir une machine automatique de meulage qui donne des résultats satisfaisants ce qui n'avait jusqu'à maintenant pas été possible d'obtenir et cela alors que le brevet allemand 168.741 date de 1905. La machine à meuler selon la présente invention est du type comportant un outil de meulage pouvant se déplacer la long d un moyen de guidage longitudinal prenant appui sur le rail par l'intermédiaire de deux tâeurs espacés, ledit moyen de guidage pouvant en outre osciller dans un plan vertical perpendiculaire au sens de déplacement longitudinal de l'outil de meulage, caractérisée par la fait ledit moyen de guidage longitudinal est constitué par un ensemble mobile disposé entre deux plaques tarm i nai as fixes et comportant deux pièces prenant appui sur le champignon du rail au moyen, chacune, d'un galet, lesdites pièces étant reliées l'une à l'autre par deux barres de guidages horizontales, superposées, le long desquelles se déplace un châssis portant un outil de maul age ledit ensemble mobile étant animé d'un mouvement de va et vient dans un plan perpendiculaire aux barres de guidage en étant guidé par deux jeux d e gal ets portes chat un par une des pinces, lesdits galets circulant dans deux rainures ménagées dans chacune des plaques terminales et par deux pignons se déplaçant sur deux crémaillères. La présente invention peut également comporter les dispositions suivantes: - l'outil de meulage est muni d'une meule constituée par un disque plat à r rebord arrondi qui est portée par l'outil de meulage de façon à travailler de chant ; de telle sorte qu'elle est en contact avec la surface du champignon du rail de façon quasi ponctuelle; - la meule est portée par i coutil de meulage par l'intermédiaire d'une brocha en L ce qui permet de faire porter i 'a r b r e de la meule par des roulements empêchant tout mouvement vibratoire de la meule; ; - le moteur de l'outil de meulage est déporté latéralement par r a P P o r t au plan median de l'ensemble mobile 5 de telle sorte que la meule se déplace à la surlcace du champignon du rail depuis 7e rebord supérieur externe jusqu'au rebord inférieur interne; - les déplacements du châssis le long des barres de guidage sont assurés par une tige filetée disposée entre les deux tiges de guidage et entraînée en rotation par un moteur; - le châssis portant l'outil de meulage comporte une vis micrométrique permettant de régler en hauteur la position de la meule;; - chaque jeu de galets de guidage comporte quatre galets circulant dans la rainure correspondante; - l'ensemble mobile comporte outra les barras de guidage et la tige filetée, un arobe moteur porté par les deux pieces d'extrémité, cet arbre étant muni 8 chacune de ses extrémités d u n pignon engrenant sur une cremaillere portée elle-même par la plaque vertical correspondante - la crémaillère est constituée par une chaîne à maillons portée par un épaulement menage sur la face interne de chaque plaque terminale - la a rainure et l'épaulement ont des tracés correspondants - les traces de la rainure et de l'épaulement sont déterminés en fonction du profil du champignon du rail. A titre d'exemple et pour faciliter la compréhension de l'invention, on a représenté aux dessins annexés Figure 1, une vue schématique en élévation latérale d'un exemple de réalisation d'une machine à meuler, selon l'invention; Figure 2, une vue de dessus de la machine de la figure 1; Figure 3, une vue en coupe selon B-B de la figure 1; Figure 4, une vue S2îr3n F de la figure 3; Figura 5, une vue de detail à échelle agrandie de la figura 3; Figure 6 une vue en coupe selon A-A de la figure 1; Figure 7 une vue en coupe selon D-D de la figure 6; Figure 8 une vue en coupe selon C-C de la figure 1; Figure 9, une vue en coupe selon E-E de la figure 8. La machine représentée aux figures 1 à 9 est une machine automatique portative qui est destinée à réaliser le meulage des soudures at/ou des zones de rechargement de rails de chemin de fer. Sur ces figures, le rail est designs par la référence générale R et son champ non par la référence C. La machine est constituée par deux plaques terminales 1, qui sont verticales et assemblées l'une à l'autre par plusieurs tiges 2, qui sont au nombre de quatre dans l'exemple représenté. Chaque plaque 1 comporte sur sa face interne un épaulement 3a qui est constitue par un fer de section rectangulaire soudé sur ladite face interne de chaque plaque 1. Le profil du fer 3 (et donc de l'épaulement 3a) est curviligne mais n est pas une portion de cercle au sens géométrique du terme : son tracé est réalisé de façon à etre sensiblement conforme à celui de la section du champignon C d u rail R. Sur l'épaulement 3a est ménagée une crémaillère 4. Cette crémaillère pourrait être réalisée en creusant une denture sur la face d e l'épaulement 3 a, mais une telle opération risque de s'avérer très délicate et coûteuse du fait que le profil du fer 3 n'est pas une portion de cercle et c'est pourquoi la crémaillère est de préférence constituée par une chaîne à maillons (du type d'une chaîne de bicyclette) qui est posée sur l'épaulement 3a. Sur la face interne de chaque plaque 1 est creusée une rainure 18 dont le profil est parallèle à celui de la crémaillère 4. Entre les deux plaques verticales terminales 1 est disposé un ensemble mobile constitué par deux pièces 5 qui sont reliées l'une à l'autre par deux barres 6 et 7 qui sont placées l'une au-dessus de l'autre dans le plan vertical médian lorsque les pièces 5 sont en position médiane comme cela est représenté aux figures 1 à 9. Chacune des pièces 5 comporte à sa partie inférieure une patte 10 munie à son extrémité inférieure d'un galet 11 qui repose sur le champignon C du rail R. Les dimensions des barres 6 et 7 qui relient l'une à l'autre les pieces 5 sont telles que les galets 11 soient espaces l'un de l'autre de la distance "1 mentionnée pi us haut. Chaque pièce 5 porte en outra au moins un galet de guidage 19 qui se déplace à l'intérieur de la rainure lS Dans l'exemple représenté, et comme on peut le voir à la figura 6, il y a quatre galets de guidage 19 ce qui a pour résultat de procurer un guidage très précis des mouvements de l'ensemble mobile le long de la crémaillère 4 et de la rainure 18. Entre les barres 6 et 7 est disposée une tige filetée 8. Les deux barres 6 et 7 portent à l'une de leurs extrémités un moteur 12 (figure 9) qui entraîne la tige filetée 8 en rotation sur elle-même. Au-deesus des tiges 6, 7 et 8, les plaques 5 portent un arbre 9 qui est entraîne en rotation sur lui- même par un moteur 13, disposé de l'autre cotte o e l'ensemble mobile par rapport au moteur 12, ce moteur 13 étant porté par la plaque 5 correspondante. Entre chaque pièce 5 et la plaque 1 correspondante, 1 l'arbre 9 porte un pignon 14 qui engrène sur la crémaillère 4 Sur les barres 6 et 7 coulisse un châssis porteur 15 qui est traverse par la tige filetée 8. Lorsque la tige 8 est entraînée en rotation par le moteur 12, le châssis 15 se déplace le long des barres 6 et 7. Ce châssis 15 porte un coutil de meulage désigne par la référence générale 16. Cet outil de meulage comporte un moteur d'entraînement 16a, une broche d'entraînement en L 16b et une meule en forme de disque 16c. L'outil de meulage 16 est porté par le châssis 15 de façon telle qu'il est situé sur le côté du plan défini par les quatre barres, tiges ou arbres 6, 7, 5 et 9 et la partie coudée à 900, 16b, de la broche a une longueur telle que la meule proprement dite 16c se trouve dans le plan défini par les barres 6 à 9, comme cela apparaît sur la figure 3. la partie coudée 16b de la broche en L est suffisamment longue pour qu'il soit possible d'y loger un roulement à billets ce qui a pour effet de supprimer toute vibration de l'arbre portant la meule 16c et donc toute vibration de celle-ci. De préférence, comme cela est représenté à la figure 3, le châssis 15 est constitué de deux parties coulissantes reliées 1 tune à 1 'autre par une vis micrométrique 17 qui permet de récrier avec une grande précision la position en hauteur de la meule 16c. Comme cela est représenté à la figure 5, la meule proprement dite 16c est un disque plat ayant un n rebord 16d arrondi en un demi-cercle d de sorte que la meule attaque toujours le champignon C de façon quasi ponctuelle. il est à noter sur la figure 3 que 1 las deux positions extrêmes de 1 'outil de meulage ne sont pas symétriques. Du fait que la meule 16c est portée par une broche coudée 16b et que le moteur 1i6a est disposé sur le côté du châssis 15 et du fait de la présence des deux tiges de liaison 2 des plaques 1 qui limitent le mouvement du châssis 15 et de 1 outil 16 qu'il porte la meule 16c ira de l'une à l'autre des deux positions représentées en pointillé sur la figure 3 : en position à gauche sur 1 la figure , la meule 16c est à l' i 'extérieur de la voie de chemin de fer (c'est-à-dire que l'autre rail non représenté se trouve à droite du rail R) et en position extrême droite la meule 16c est à l'intérieur de la voie. Il en résulte que dans son n mouvement autour du champignon, la meule ira du rebord supérieur de l'extérieur du champignon C jusqu'au rebord inférieur de l'intérieur du champignon ; ce qui aura pour effet que les seules surfaces meulées seront la face supérieure et la face interne du champignon C la face extérieure ne i l'étant pas. Ceci est préférable puisque les roues des wagons ont une configuration telles qu'elles ne sont en contact qu'avec les faces supérieure et intérieure du champignon et jamais avec la face exterieure q u' il est donc inutile de meuler. Le fonctionnement du dispositif ainsi décrit est le suivant La machine est placée à cheval sur la zone à meuler (soudure ou rechargement) de façon que les galets 11, espacés de la distance "1" soient à égale distance de part et d ' autre de cette zone En actionnant le moteur 12 l'outil de meulage 16 est amené à l'une des extrémités de l'ensemble mobile. En actionnant la moteur 13, @n amena l 'outil de meulage dans une des deux positions extrêmes représentées en pointillé sur la figure 3, par exemple la a position située à gauche dans laquell la la meule e 6c se trouve au niveau du rebord supérieur extérieur du champignon C du rail R Les trois moteurs 16a, 12 et 13 sont alors mis en action. Sous l'effet du moteur 13 entraînant les pignons 14, 1 ensemble mobile constitue par les deux pièces 55 les barres 6 et 7 et le châssis 15 portant l outil de meul age 16 se déplace de la gauche vers la droite en etant guidé par les galets 19 qui circulent dans la rainure 18 et les pignons 14 qui roui an t sur la crémaillère 4. Lorsque l'ensemble arrive en fin de course à droite un contacteur (non représenté) inverse le sens de rotation du moteur 13 (et donc des pignons 14) et l'ensemble mobile repart en sens inverse jusqu'à actionner un autre contacteur de fin de course qui inverse à nouveau le sens de rotation du moteur 13.Il en résulte que l'ensemble mobile est animé d'un mouvement continuel de va et vient au cours duquel la meule 16c va de 7 'une à 7 'autre de ses deux positions extrêmes décrites plus haut et représentées à la figure 3. Sous l'effet du moteur 12, la tige filetée est mise en rotation sur elle-même et elle entraîne le châssis 15 (et done l'outil de meulage qu'il porte) en translation depuis une extrémité des barres 6 et 7 jusqu'à l'autre. Lorsque le châssis 15 arrive en fin de course, il actionne un contacteur de fin de course qui arrête tous 7es moteurs. Les vitesses respectives des moteurs 12 et 13 sont déterminées de façon que la meule 16c fasse un aller retour complet pendant que le châssis 15 se déplace d'environ 1 millimètre de long des barres 6 et 7. Les faibles dimensions de la machine ainsi décrite ont pour résultat qu'elle peut être portative. REVENDICATIONS 1. Machine automatique portative pour le meulage des soudures et ou des zones de rechargement de rails de chemin de fer du type comportant un outil de meulage pouvant se déplacer le long d'un moyen de guidage longitudinal prenanf: appui sur le rail par l'intermédiaire de deux tâteurs espacés, ledit moyen de guidage pouvant en outre osciller dans un plan vertical perpendiculaire au sens de déplacement longitudinal de l'outil de meulage, caractérisée par le fait que ledit moyen de guidage longitudinal est constitué par un ensemble mobile disposé entre deux plaques terminales fixes (1) et comportant deux pièces (5) prenant appui sur le champignon (C) du rail (R) au moyen, chacune, d'un galet (11), lesdites pièces (5) étant reliées l'une à I 'a ut r par deux barres de guidage (6,7) horizontales, superposées, la long desquelles se déplace un chassies (15) portant un outil de meulage (16); ledit ensemble mobile étant animé d'un mouvement de va et vient dans un plan perpendiculaire aux barres de guidage (6,7 > en étant guidé par deux jeux de galets (19) portés chacun par une des pièces (5), lesdits galets circulant dans deux rainures (18 > ménagés dans chacune des plaques term7naq es (1) et par deux pi gnons (14) se deplaçant sur deux crémaillères (4). 2. Machi7g de meulage selon la revendication 1, caractérisée par le f a i t que l'outil de meu7 age (16) est muni d'une meule (16c) constituée par un disque plat à rebord arrondi qui est portée par l'outil de meulage de façon à travailler de chant ; de telle sorte qu'elle est en contact avec la surface du champignon (C) du rail i1 (R) de d e façon quasi ponctuelle. 3. Machine de meulage selon la revendication 2, dans laquelle la meule (16c) est portée par l'outil de meulage (16) par l'intermédiaire d'une broche (16b) en L, ce qui permet de faire porter l'arbre de la meule (16c) par des roulements empêchant tout mouvement vibratoire de la meule, 4. Machine de insu age sel on i a revendication 3 3, dans laquelle le moteur (16a) de l'outil de meulage (16) est déporté latéralement par rapport au pi an médian de l'ensemble mobile ; de telle sorte que la meule (16c) se déplace à la surface du champignon (C) du rail (R) depuis le rebord supérieur externe jusqu'au rebord inférieur interne. 5. Machine selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, dans laquelle les déplacements d u châssis (15) le long des barres de guidage (6, 7) est assuré par une tigre filetée (8) disposée entre les deux tiges de guidage (6, 7) et entraînée en rotation par un moteur (12). 6. Machine selon la revendication 5, dans laquelle le châssis (15) portant l 'outil de meulage (16) comporte une vis micrométrique (17) permettant de régler en hauteur la position de la meule (16c). 7. Machine selon la revendication 1, dans laquelle chaque jeu galets de guidage comporte quatre galets (19) circulant dans la rainure correspondante (18). 8. Machine sel on l une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle l'ensemble mobile comporte, outre les barres de guidage (6, 7) et la tige filetée (8) un arbre moteur (9), porté par les deux pièces d'extrémité (5) , cet arbre étant muni à chacune de ses extrémités d'un pignon (14) engrenant sur une crémaillère (4) portée elle-même par la plaque verticale (1) correspondante. 9. Machine selon la revendication 8, dans laquelle la crémaillère (4) est constituée par une chaîne à maillons portez par un epaulement (38 ' (3a) ménagé sur la face interne de chaque plaque terminale (1). 10. Machine selon la revendication 8 ou 9, dans laquelle la rainure (18) et l'épaulement (3a) ont des tracés correspondants. 11. Machine selon la revendication 10, dans laquelle les tracés de la rainure (18) et de l'épaulement (3a) sont déterminés en fonction du profil du champignon (C) du rail (R).