Brevet FR2712901A1 — publié le 19950602

L'invention concerne une machine de meulage des rails d'une voie ferrée, avantageusement automotrice, du type comprenant un châssis supporté par des roues à boudin prenant appui sur les rails de la voie ferrée, au moins une unité de meulage pourvue d'une meule et d'un dispositif d'entraînement en rotation de la meule, des moyens d'abaissement et de levage de l'unité par rapport au rail, des moyens de pivotement de l'unité autour du rail à meuler, dans un plan perpendiculaire à l'axe de celui-ci et des moyens de déplacement latéral, de l'unité, formant moyen d'évitement d'obstacles, ainsi qu'un dispositif de support de l'unité sur le châssis. On connaît déjà des machines de meulage de ce type, mais celles-ci sont réalisées soit sous forme de trains de meulage pourvus d'un grand nombre de modules de meulage et donc d'une longueur importante, soit sous forme de meuleuses manuelles relativement petites. Ces machines de meulage présentent l'inconvénient qu'ils ne permettent pas la rectification et tout particulièrement le reprofilage de courbes, aiguillages, tronçons de voie à usure irrégulière, voies éclissées ou encombrées d'appareils ou longueurs de quelques centaines de mètres, à un niveau de productivité acceptable. Les trains de meulage s'avèrent trop gros à cette fin, tandis que les meuleuses manuelles sont trop petites. La présente invention a pour but de proposer une machine de meulage qui ne présente pas les inconvénients des machines de meulage connues, qui viennent d'être énoncés. Pour atteindre ce but, la machine de meulage selon l'invention est caractérisée en ce que les moyens d'abaissement et de levage, les moyens de pivotement et les moyens de déplacement latéral d'une unité de meulage sont incorporés audit support, en formant un bloc compact de relativement faibles dimensions. Selon une caractéristique avantageuse de l'invention, le support de l'unité de meulage comprend un organe formant pivot, solidaire du châssis et sur lequel est montée pivotante autour d'un axe parallèle à l'axe longitudinal de 2 2712901 la machine, une première partie dudit bloc compact sur laquelle est montée pivotante autour d'un axe perpendiculaire au pivot une seconde partie portant l'unité de meulage, de façon mobile perpendiculairement audit pivot. Selon une autre caractéristique de l'invention, la machine est équipée d'un dispositif d'alignement entre les unités de meulage et le rail à meuler, qui comporte des galets et des moyens pour plaquer ces galets sur le rail opposé au rail à meuler, pour produire un décalage latéral de la machine jusqu'à ce que les boudins des roues prenant appui sur le rail à meuler viennent en appui sur celui-ci. Selon une autre caractéristique avantageuse de l'invention, une unité de meulage est équipée d'un moyen de remplacement rapide des meules. L'invention sera mieux comprise et d'autres buts, caractéristiques, détails et avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement au cours de la description explicative qui va suivre faite en référence aux dessins schématiques annexés donnés uniquement à titre d'exemple illustrant un mode de réalisation de l'invention et dans lesquels: - la figure 1 est une vue latérale, schématique, d'une machine de meulage selon l'invention; - la figure 2 est une vue de dessus de la machine selon la figure 1; - la figure 3 est une vue en direction de l'axe de la voie ferrée, de la machine selon la figure 1; - la figure 4 est une vue en coupe d'un groupe d'unités de meulage indiqué en IV sur la figure 1; - la figure 5 est une vue en coupe selon la ligne V-V de la figure 4, d'une unité de meulage; la figure 6 est une vue schématique, simplifiée, dans l'axe longitudinal de la machine, du dispositif de positionnement d'une unité de meulage et du dispositif d'alignement entre les unités de meulage et le rail à meuler; 3 2712901 - la figure 7 montre, à plus grande échelle, une unité de meulage selon la figure 4, équipée d'un dispositif de remplacement rapide des meules; - la figure 8 est une vue de dessus du plateau indiqué en VIII de la figure 7; et - la figure 9 est une vue de dessus de la meule indiquée en 9 sur la figure 7. Selon les figures 1 à 3, la machine de meulage selon l'invention comprend deux essieux motorisés 1 pourvus chacun de deux roues à boudin 2 qui prennent appui sur les deux rails 3 d'une voie ferrée et sur lesquels repose un châssis 4. Sur ce châssis sont montés les différents dispositifs de la machine. La machine est équipée de quatre unités de meulage 6 qui sont groupées par deux. Chaque unité comprend une meule 7 du type boisseau et un motor 8 d'entraînement en rotation de la meule, par l'intermédiaire de moyens enfermés dans un carter 9. Le moteur 8 est de préférence un moteur hydraulique. Les quatre unités de meulage travaillent à plat côte à côte sur le même rail et sont donc alignées au niveau d'un bord latéral de la machine entre les deux roues à boudin correspondantes 2. Chaque groupe d'unités de meulage 6 est fixé sur un pied commun 10 solidaire d'une poutre longitudinale 11 du châssis 4, par l'intermédiaire d'un dispositif de positionnement 12 de chaque unité de meulage, par rapport au rail. Chaque dispositif de positionnement est réalisé sous forme d'un ensemble ou bloc compact d'un faible encombrement. Le dispositif de positionnement comprend essentiellement une colonne cylindrique 13 à section transversale circulaire, qui est pourvue d'une partie formant base 14 réalisée sous forme d'un manchon dont l'axe s'étend perpendiculairement à l'axe de la colonne et qui est monté rotatif sur un organe en forme de pivot 15, par l'intermédiaire de roulements à billes indiqués en 16. Ce pivot est fixé sur le pied 10 de façon à s'étendre parallèlement au rail 3. On constate que le pied 10 porte un 4 2712901 deuxième pivot 15 qui est axialement aligné avec le premier mais orienté dans la direction opposée pour recevoir le dispositif de positionnement de la deuxième unité de meulage du groupe de meulage. Sur la colonne 13 est montée axialement mobile, à l'aide d'une partie formant palier 17, une pièce 18 qui porte l'unité de meulage. Cette pièce est configurée de façon à constituer le corps d'un vérin hydraulique à double effet dont la tige de piston 19 s'étend parallèlement à la colonne 13 et est fixée à son extrémité libre à un support 20 en forme de chapeau qui coiffe l'extrémité supérieure libre de la colonne et est monté rotatif autour de cette extrémité. La référence 21 indique l'espace interne du vérin. Comme on le voit clairement sur la figure 4, le carter 9 de l'unité de meulage 6, la pièce de support 18 et la partie de palier 17 sont réalisés sous forme d'un seul bloc 22 en constituant des parties parallèles les unes des autres, qui sont juxtaposées dans un même plan. L'ensemble en forme de bloc est équipé de moyens permettant son pivotement autour de l'axe de la colonne. A cette fin, deux lamages 23 sont pratiqués dans la surface cylindrique périphérique de la colonne 13, qui s'étendent parallèlement à l'axe de la colonne, sur pratiquement toute la longueur de celle-ci. Les deux lamages sont situés symétriquement par rapport au plan diamétral vertical P-P, parallèle au rail, de la colonne, du côté de celle-ci, qui est orientée vers l'unité de meulage. Dans chaque lamage s'engage, de façon axialement coulissante, une pièce de frottement 24. Ces pièces ont une longueur légèrement inférieure de la hauteur de la partie de palier 17 et sont configurées de façon à remplir entièrement la portion de lamage qu'elles occupent, afin d'assurer la continuité de la surface cylindrique de la colonne. Quatre encoches 26 sont pratiquées dans chaque lamage à des emplacements régulièrement décalés dans la direction axiale de la colonne. Les organes de commande de la rotation du bloc de positionnement 22 autour de la colonne sont formés par des 2712901 vérins hydrauliques 27 qui sont incorporés au bloc, chacun en face d'une encoche 26 de façon que dans chaque encoche s'engage transversalement à l'axe de la colonne, l'extrémité d'une tige de piston 28 d'un vérin. On constate qu'un fourreau 29 est radialement interposé entre les faces cylindriques de la colonne et du palier 17. Au niveau de chaque encoche, le fourreau présente une fenêtre 30 permettant le passage d'une tige de piston 28, en tenant compte de l'angle de battement du pivotement du bloc de positionnement de chaque côté du plan P-P. Chaque vérin est un vérin du type à effet simple et la rotation du corps de positionnement se fait par actionnement du vérin approprié en fonction de la direction de rotation. Ces vérins permettent un décalage latéral de la meule de l'unité de meulage par rapport au rail, de -50 mm à +50 mm, pour n'importe quelle position angulaire de la meule autour du rail. On constate encore que la partie de palier 17 comporte à chaque extrémité un joint d'étanchéité indiqué en 31 qui est interposé entre le palier et la colonne, dans une zone o la face périphérique de la colonne est complètement cylindrique, c'est-à-dire au-dessus et en dessous de la série des encoches 24. Il est encore à noter que la tige 19 du vérin 18 est entourée d'un soufflet d'étanchéité 32 et que des soufflets 33 et 34 sont prévus autour de la colonne, respectivement, au-dessus et en dessous du palier 17. Le pivotement du bloc de positionnement par rapport au rail, c'est-à- dire autour du pivot 15 s'effectue à l'aide d'un vérin hydraulique 35 dont la tige 36 est fixée au manchon 14 du bloc, par l'intermédiaire d'une pièce d'attache 37, tandis que le corps 38 du vérin est articulé en 39 à une console 40 solidaire du châssis 4. La meule peut ainsi être amenée à pivoter autour du rail selon un angle de - 30 à +90 + ou de -90 à +30 . Pour assurer une bonne assise de la machine sur la voie ferrée, les deux roues à boudin 2 situées du côté du rail à meuler sont montées fixes sur le châssis tandis que les deux roues qui prennent appui sur l'autre rail montées sont 6 2712901 chacune sur une poutre 50 qui s'étend parallèlement à l'axe longitudinal de la machine et est articulée au niveau de la ligne médiane transversale au châssis 4 de façon à pouvoir pivoter autour d'un axe 51 parallèle à cette ligne. Un ressort 52 est interposé entre chaque poutre et le châssis 4, comme cela ressort notamment de la figure 6. La machine selon l'invention comprend encore deux dispositifs 43 qui assurent l'alignement entre les unités de meulage 6 et le rail à meuler 3 et dont chacun est associé à un essieu 1. Chaque dispositif 43 comprend un galet 44 qui est monté rotatif dans un palier 45 fixé à l'extrémité d'un bras 46 qui s'étend perpendiculairement à l'axe du galet et dont l'extrémité libre est articulée en 47 à un bras transversal horizontal 49 qui est fixé par son autre extrémité sur la face supérieure de la poutre pivotante 50. Un vérin hydraulique sensiblement horizontal 48 est interposé entre le bras 46 et le châssis pour assurer le pivotement du bras entre une position dans laquelle le galet 44 est plaqué sur le rail opposé au rail à meuler, sous l'effet du vérin 48. Le placage du galet décale la machine latéralement jusqu'à ce que les boudins des roues 2 en appui sur le rail à meuler viennent en appui sur ce rail. La poussée produite par le vérin 48 est réglable et largement supérieure à la pression des meules sur le rail. Une barre de traction 53 qui s'étend transversalement est encore articulée à une extrémité à la poutre pivotante 50 et à l'autre extrémité au châssis. Cette barre empêche le point d'articulation 47 de se déplacer transversalement lorsque le vérin 48 plaque le galet 43 contre le rail, et ainsi une torsion de la poutre 50. La machine selon l'invention comprend en outre un dispositif de retournement de la machine pour permettre le meulage de l'autre rail de la voie ferrée, bien que les unités de meulage ne se trouvent que sur un côté de la machine. Ce retournement se fait à l'aide d'une colonne 55 qui est montée verticalement mobile au centre du châssis. Cette colonne porte à son extrémité inférieure un plateau d'appui 56 par lequel elle prend appui sur le sol pour 7 2712901 soulever la machine de façon à ce que celle-ci puisse être retournée. On constate encore que la machine comporte un poste de pilotage 57 qui se trouve du côté de la machine qui est opposée au côté comportant les unités de meulage, ce qui permet à l'opérateur d'exercer un contrôle visuel direct et permanent du travail de meulage exécuté par la machine. Il est encore à noter que les quatre roues 2 sont entraînés en rotation par un moteur central 58 par l'intermédiaire de chaînes de transmission et d'arbres de transmission à cardan. En se référant maintenant aux figures 7 à 9, on décrira ci-après le dispositif de remplacement des meules, qui équipe chaque unité de meulage 6 et constitue une caractéristique importante de l'invention dans la mesure o il permet de réduire considérablement les temps d'arrêt de la machine pendant le processus de meulage d'une voie ferrée, ce qui améliore le rendement de la machine. Sur cette figure, on voit clairement que la meule est entraînée en rotation par le moteur 8, par l'intermédiaire d'un arbre 60 qui est accouplé à l'arbre moteur à l'aide d'un accouplement élastique 61 dont la structure ne fait pas partie de l'invention. L'arbre 60 porte à son extrémité inférieure un plateau 62 d'entraînement en rotation de la meule et un plateau 63 de centrage de la meule lors de son montage sur l'unité de meulage. Le plateau 62 est solidaire en rotation de l'extrémité de l'arbre 60 tandis que le plateau 63 est solidaire d'une tige de piston 64 d'un vérin qui est incorporé à l'extrémité de l'arbre 60, comme il sera décrit plus loin. De cette manière le plateau 63 est axialement mobile par rapport au plateau d'entraînement 62 entre une position dans laquelle les deux plateaux produisent un effet d'étau de serrage sur la meule et une position dans laquelle le plateau 63 est légèrement axialement dégagé du plateau 62. Par contre, les deux plateaux 62 et 63 sont solidarisés en rotation à l'aide de goujons d'entraînement 65. 8 2712901 En se référant aux figures 8 et 9, on constate que le plateau 63 comprend à sa périphérie, quatre pattes 67 qui font radialement saillie vers l'extérieur et sont réparties de façon angulairement équidistante autour de l'axe du plateau. Chaque patte 67 présente le contour d'un arc de cercle de 44 . De façon complémentaire aux pattes 57 du plateau 63, la meule 7 comprend au niveau de sa face supérieure d'application contre la face inférieure du plateau d'entraînement 62 quatre pattes 68 et qui s'étendent à partir du bord circulaire intérieur de la meule radialement vers l'axe de celle-ci. Chaque patte 68 présente un contour extérieur en forme d'un arc de cercle de 44 . Grâce à la forme complémentaire des pattes 67 et 68, la meule 7 peut être montée sur le plateau de centrage 63 dans une position angulaire o Ses pattes 68 s'engagent dans l'espace entre deux pattes 67 voisines du plateau 63. Pour solidariser axialement la meule 7 sur le plateau 63, il suffit de faire tourner la meule d'un angle de 45 . Dans cette position, les pattes 67 et 68 sont en recouvrement mutuel. Le mouvement de solidarisation est limité par des butées 70 prévues à un côté latéral de chaque patte 58 de la meule 7. La meule 7 est immobilisée dans cette position angulaire de travail sur les plateaux 62 et 63 en forçant le plateau 63 en direction de plateau 62. Pour assurer cet effet de serrage et de desserrage axial des deux plateaux 62 et 63, on a pratiqué dans l'extrémité de l'arbre 10, à partir de sa face frontale libre, un alésage borgne 70. Au niveau du fond de cet alésage est monté axialement mobile, de façon étanche, un élément formant piston 71. L'espace 72 entre le fond de l'alésage et le piston constitue la chambre de travail d'un vérin hydraulique qui est relié par un canal axial 73 et un canal transversal 74 à une chambre annulaire 75 délimitée par deux bagues 76 qui sont disposées sur l'arbre 60 au niveau de l'ouverture vers l'extérieur du canal transversal 74. Les bagues 76 sont pourvues de deux joints appropriés indiqués en 9 2712901 77. La chambre 75 communique à travers une conduite non représentée avec une source de fluide sous pression. Au niveau de son ouverture vers l'extérieur, l'alésage peut être obturé par un bouchon 80 en forme d'un écrou à pas fin. Entre les surfaces en regard du bouchon 80 et du piston 71 est interposé un ressort 81 qui est avantageusement réalisé sous forme d'un empilage de rondelles Belleville. Etant donné que le plateau 63 est solidaire du piston 71, par la tige du piston 71, le ressort 81 en repoussant le piston vers le fond de l'alésage force le plateau 63 en direction du plateau 62 pour assurer l'immobilisation de la meule par serrage entre les deux plateaux. Pour desserrer l'étau réalisé par les plateaux 63 et 62, l'opérateur doit envoyer du fluide sous pression dans la chambre 72 pour que le piston 71 puisse se déplacer vers l'ouverture de l'alésage 72, à l'encontre du ressort 81. Par conséquent, du fluide sous pression est envoyé dans la chambre 72 seulement lorsque l'unité de meulage est à l'arrêt. Concernant le fonctionnement de la machine de meulage selon l'invention, celui-ci ressort déjà de la description qui vient d'être faite. Ainsi, pour positionner les meules correctement par rapport au rail à meuler, l'opérateur choisira l'inclinaison de la meule par rapport au rail à l'aide du vérin hydraulique 35. L'abaissement et la levée de la meule se fera à l'aide du vérin 18. S'il est nécessaire de déplacer latéralement la meule, par rapport au rail, par exemple pour éviter un obstacle, l'opérateur actionnera de façon appropriée, les vérins 27 qui sont incorporés au bloc de positionnement 22 de l'unité de meulage 6. Pour remplacer les meules, il suffit d'alimenter le vérin qui est incorporé à l'arbre 60 de l'unité de meulage, après l'arrêt de la meule, pour desserrer l'étau réalisé par les deux plateaux 62 et 63, faire tourner la meule 7 de 45 , retirer la meule usée et la remplacer par une meule neuve que l'opérateur enclenchera dans les rainures du plateau 63. Puis, l'opérateur la fera pivoter d'un quart de tour sur elle-même dans l'autre sens jusqu'à mise en butée, puis il 2712901 actionnera le distributeur du circuit hydraulique tout en maintenant la meule en butée d'une main, afin de relâcher la pression dans le vérin et de permettre aux rondelles élastiques du ressort 81 de repousser le piston 71 vers le fond de la chambre de travail du vérin. Il ressort de la description de la machine de meulage selon l'invention, qui vient d'être faite, que celle-ci est parfaitement adaptée aux travaux de rectification et de reprofilage de tronçons de voie ferrée de tous genres de 50 à 500 mètres de long. La performance excellente de cette machine est basée sur les principes fondamentaux: l'obtention d'une concentration maximum de l'opérateur sur le travail et des meules et le rail à meuler en operant que sur un rail à la fois avec seulement deux meules, sous son contrôle visuel direct et permanent; - les unités de meulage sont compactes, extrêmement robustes et maniables, avec notamment les possibilités de pivotement de -30 à +90 , d'un décalage tangentiel de -50 mm à + 50 mm, des réglages multiples de hauteur et d'un changement rapide des meules. il 2712901 REVENDICATIONS 1. Machine de meulage des rails d'une voie ferrée, avantageusement automotrice, du type comprenant un châssis supporté par des roues à boudin prenant appui sur les rails de la voie ferrée, au moins une unité de meulage pourvue d'une meule et d'un dispositif d'entraînement en rotation de la meule, des moyens d'abaissement et de levage de l'unité de meulage par rapport au rail, des moyens de pivotement de l'unité autour du rail à meuler, dans un plan perpendiculaire à l'axe de celui- ci, et des moyens de déplacement latéral de l'unité, formant moyen d'évitement d'obstacles, ainsi qu'un dispositif de support de l'unité de meulage sur le châssis, caractérisée en ce que les moyens d'abaissement et de levage, les moyens de pivotement et les moyens de déplacement latéral de l'unité de meulage (6) sont incorporés audit support, en formant un bloc compact (22) de relativement faibles dimensions. 2. Machine selon la revendication 1, caractérisée en ce que le support de l'unité de meulage (7) comprend un organe formant pivot (15), solidaire du châssis (4) et sur lequel est montée pivotante, autour d'un axe parallèle à l'axe longitudinal de la machine, une première partie (13) dudit bloc compact (22) sur laquelle est montée pivotante autour d'un axe perpendiculaire au pivot (15), une seconde partie (18) portant l'unité de meulage (6), de façon mobile perpendiculairement au pivot (15). 3. Machine selon la revendication 2, caractérisé en ce que la première partie précitée est réalisée sous forme d'une colonne (13) dont la base est montée pivotante sur le pivot (15) et sur laquelle la seconde partie (18) est montée axialement mobile et pivotante. 4. Machine selon la revendication 3, caractérisée en ce que la seconde partie (18) comprend un vérin avantageusement hydraulique dont la tige (19) est fixée à une extrémité de la 12 2712901 12 =lw colonne (13) tandis que son corps est solidaire de l'autre extrémité de cette dernière. 5. Machine selon l'une des revendications 2 à 4, caractérisée en ce que les moyens de pivotement de la seconde partie (18) autour de la colonne (13) sont formés par des vérins hydrauliques (27) qui sont montés sur la partie (18) et sont adaptés pour exercer une force de poussée sur la colonne, à un emplacement excentré de l'axe de celle-ci, perpendiculairement à cet axe. 6. Machine selon la revendication 5, caractérisée en ce que deux lamages axiaux (23) sont pratiqués dans la périphérie de la colonne (13) dans lesquels s'engagent les tiges de piston (28) des vérins (27) en vue de réaliser l'attaque excentrée d'entraînement en rotation autour de la colonne. 7. Machine selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que la machine comprend une pluralité d'unités de meulage (6) situées au niveau d'un rail de la machine. 8. Machine selon la revendication 7, caractérisée en ce que la machine comporte un dispositif de retournement (55, 56) de la machine pour amener les unités de meulage (6) en position de meulage de l'autre rail (3). 9. Machine selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'elle comprend des moyens (43) adaptés pour assurer l'alignement entre les unités de meulage (6) et le rail à meuler (3), par décalage latéral de la machine jusqu'à ce que les boudins des roues (2) en appui sur le rail à meuler viennent en appui sur ce rail. 10. Machine selon la revendication 9, caractérisée en ce que les moyens d'alignement (43) comprennent deux dispositifs d'alignement, chacun associé à un essieu (1) et comprenant un galet (44) qui est latéralement déplaçable contre le rail (3) opposé au rail à meuler sous l'effet de moyens de commande, tels qu'un vérin hydraulique (48). 13 2712901 11. Machine selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que chaque unité de meulage (6) est équipée de moyens de remplacement rapide des meules (7). 12. Machine selon la revendication 11, caractérisée en ce que l'unité de meulage (6) comprend un plateau d'entraînement en rotation (62) d'une meule (7), qui est solidaire d'un arbre rotatif (60) et en ce que les moyens de remplacement rapide de la meule (7) sont réalisés sous forme de moyens de fixation de la meule sur ce plateau (62) par serrage de la meule sur le plateau. 13. Machine selon la revendication 12, caractérisée en ce que les moyens de remplacement rapide comportent un deuxième plateau (63) formant plateau de centrage de la meule (7), qui est axialement mobile par rapport au plateau (62) entre une position de fixation de la meule (7) par force de serrage axiale entre les plateaux d'entraînement (62) et de centrage (63) et une position éloignée du plateau d'entraînement libérant la meule. 14. Machine selon la revendication 13, caractérisée en ce qu'un vérin hydraulique est incorporé axialement à la portion d'extrémité de l'arbre rotatif (60) dont la tige de piston se déplace axialement dans l'axe de l'arbre (60), traverse le plateau d'entraînement (62) et est fixé au plateau de centrage (63) et en ce que le déplacement axial du plateau (63) est effectué par actionnement du vérin hydraulique. 15. Machine selon la revendication 14, caractérisée en ce que le vérin est réalisé sous forme d'un vérin à simple effet et que le piston (71) du vérin dont la tige de piston (64) est solidaire est sollicité par un ressort (81) dans sa position de montage par serrage de la meule (7) sur le plateau d'entraînement (62), le desserrage se faisant par déplacement du piston à l'encontre du ressort sous l'effet d'un fluide sous pression envoyé dans la chambre (72) du vérin. 16. Machine selon l'une des revendications 13 à 15, caractérisée en ce que le plateau de centrage (63) et la 14 2712901 meule (7) comprennent des pattes en saillie périphérique (67, 68) de forme complémentaire permettant la rotation relative de la meule (7) par rapport au plateau (63) pour venir en recouvrement de blocage axial et mutuel.