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"SYSTEME D'EPURATION CONTINUE DU BALLAST DES VOIES FERRÉES "
Avec les méthodes actuelles, le travail d'épurationr:du ballast nécessite un temps et une main-d'oeuvre considérables.
Il faut enlever le ballast à épurer à la pioche et à la pelle, le passer au crible, le reprendre et reballaster la voie, toutes opérations longues et onéreuses. On utilise également divers systèmes mécaniques montés sur matériel roulant, mais ces derniers sont d'un débit relativement lent, ou bien ne peuvent être utilisés que sur voie double, ce qui a pour inconvénient d'immobiliser le trafic sur deux voies et surtout
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d'être inutilisables en cas de voie unique.
La présente invention a pour objet un procédé d'épu- ration continue du ballast pouvant donner un débit considérable et remarquable, notamment en ce qu'il consiste à utiliser un wagon crible et ciroulant sur la voie même à nettoyer, et suscep- tible, par suite, d'être employé sur voie unique, le dit wagon roulant sur deux boggies sur lesquels est montée une poutre rigide portant des dispositifs élévateurs de la voie, et à la partie médiane un système mécanique d'excavateurs et de criblage.
Les dispositifs élévateurs sons disposés de part et d'autre du système excavateur afin que la voie soit soulevée en forme d'arc sous une partie de la longueur de la poutre pour permettre le passage des excavateurs sous la voie, et leur rotation continue autour de la poutre et de la voie pendant la progression de l'ensemble du système*
Le ballast à épurer, enlevé par les excavateurs, est amené au dispositif de criblage sur la poutre, et est déversé sur la voie d'une manière continue, après épuration.
Dans un mode d'exécution les dispositifs de soulèvement comportent un ohâssis mobile verticalement au moyen de crémail- lères ou organes analogues, des traverses mobiles transversale- ment, indépendamment l'une de l'autre, et des galets montés en bout de ces traverses, les dits galets étant destinés à accro- cher et retenir la voie par les rails pendant l'action de sou- lèvement.
Selon une autre caractéristique, le système comporte une série d'appareils excavateurs placés à la partiemédiane de la poutre. Les hauteurs respectives de ces appareils étant réglées au moyen d'organes appropriés, de telle sorte que la couche de ballast soit enlevée progressivement pendant l'avance
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du système, le premier excavateur enlevant la couche superfi- cielle, et le dernier excavateur arasant la plate-forme.
Une autre forme d'exécution particulièrement avantageuse du principe ci-dessus est caractérisée principa- lement en ce que :
1 - Lors du passage de la position de route à la posi- tion de travail le train de roulement ordinaire pour rails est enlevé ou relevé, le wagon-crible progressant ensuite sur le ballast lui-même pendant le travail d'épuration par l'intermé- diaire de trains de chenilles encadrant les traverses.
Dans cette nouvelle forme d'exécution pour la mise en action des excavateurs, la voie est également suspendue par des systèmes élévateurs, de telle façon que l'avancement de l'engin a pour effet de soulever progressivement la voie et de permettre le passage des excavateurs sous celle-ci, ainsi que leur rotation continue autour de la charpente métallique du wagon et autour de la voie elle-même pendant la progression du système.
Cette réalisation du wagon-crible permet de donner celui-ci une faible longueur, car la voie est complètement libre sous la poutre, de sorte que la longueur de celle-ci n'est pas conditionnée par la longueur de l'arc de déformation de la voie.
2 - Les excavateurs sont montés sur des châssis exten- sibles coulissants, qui peuvent être repliés pour dégager le gabarit de la voie en position de route.
3 - Le wagon-crible est complété par un dispositif égalisateur,niveleur et compresseur de ballast, agissant pour répartir uniformément, niveler et comprimer sur la voie le ballast épuré, avant la descente de la voie, de telle façon que
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celle-ci subisse un garnissage immédiat sous traverses avec le ballast épuré.
L'invention comprend également des perfectionne- ments relatifs aux systèmes élévateurs de la voie.
.au. dessin schématique annexé', -donné à titre d'exemple :
La fig.l est une vue en élévation du système épurateur en action.
La fig. 2 est une vue en plan de la fig.l.
La fig.3 est une vue en bout de la fig.l.
La fig. 4 est une coupe transversale à plus grande échelle, suivant la ligne 4-4 de la fig.l.
La fig.5 est une coupe à plus grande échelle, suivant la ligne 5-5 de la fig.1.
La fig.6 est une coupe transversale, suivant la ligne 6-6 de la fig,l représentant l'un des dispositifs de soulèvement de la voie par action directe sur les rails'
La fig.7 est une coupe partielle à plus grande échelle, correspondant à la fig.6 et montrant le détail d'un galet de soulèvement.
La fig.8 est une vue en élévation représentant l'un des appareils excavateurs à plus grande échelle.
La fig.9 représente schématiquement en élévation une variante du dispositif de soulèvement de la voie.
La fig.10 est une coupe suivant la ligne 10-10 de la fig. 9.
Les fig.ll à 23 sont relatives à une autre forme d'exécution.
La fig.ll est une vue en élévation du système en position de route.
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La fig.12 montre le mëme en position de travail.
La fig.13 est une vue à plus grande échelle correspondant à la précédente.
Les fig.14 et 15 sont des vues des trains de chenilles en coupe transversale, respectivement selon les plans e - f de la fig.ll et x - de la fig.13.
La fig.16 est une vue schématique d'un système de préhension et d'élévation de la voie, correspondant à une soupe selon le plan ± - h de la fig.13.
La fig.17 est une vue de détail à plus grande échelle, correspondant à la figure précédente.
La fig.18 donne une vue de faee d'un système élévateur.
Les fig.19 et 20 sont des vues des systèmes excavateurs, en coupe transversale, respectivement selon les plans m - n de la fig.ll et a - b de la fig.13.
La fig.21 est une vue schématique de face d'un des châssis coulissants extensibles, portant les excavateurs. Elle correspond à une coupe selon le plan c - d de la fig.13.
Les fig.22 et 23 représentent le dispositif égalisateur, niveleur et compresseur de ballast, la première en coupe selon le plan ± - ± de la fig.13, la seconde en plan.
Dans le système représenté aux fig.1 à 8 le dispositif épurateur comporte une poutre rigide 1, montée par exemple sur deux boggies 2 munis d'essieux et de roues permet- tant la circulation sur la voie. Sur la poutre 1 sont fixés un certain nombre de dispositifs élévateurs de voie 3 (quatre dans l'exemple du dessin). Aux fig.6 et 7 on a représenté à plus grande échelle les dispositifs 3. Ces derniers comportent par exemple un châssis 4 monté à glissière sur la poutre 1. Ce
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châssis se déplace verticalement au moyen d'une crémaillère 5 formant cric, en prise avec un pignon 6; la crémaillère 5 est solidaire du châssis 4 et le pignon 6 est monté d'une manière appropriée sur la poutre 1. Une manivelle 7, ou tout autre organe de manoeuvre, assure la rotation du pignon 6.
A la base du châssis deux traverses 8 sont montées et sont appropriées pour se déplacer indépendamment l'une de l'autre respectivement sur la droite et sur la gauche du ehâssis 4 au moyen, par exemple, de crémaillères 5a et de pignons 6a, ou de tout autre organe de manoeuvre. En bout de chaque traverse 8 sont fixés deux galets 9 (voir fig.7); ces galets sont, par exemple, articulés sur un axe vertical 10 et munis de roulements à billes ou à rouleaux 11. Les galets 9 sont, en outre, munis sur leur circonférence d'une gorge 12 ayant un profil correspondant au ohampignon du rail à soulever.
Afin de permettre la circulation du galet 9 à l'inté- rieur du rail, l'éclisse intérieure est enlevée, et l'éclisse extérieure 13 est maintenue provisoirement au moyen de boulons à tête plate,14.
±. la partie médiane de la poutre 1, quatre, ou un autre nombre d'excavateurs 15 sont installés. Aux fig.4 et 8 on a représenté à plus grande échelle l'un des excavateurs.
Les excavateurs 15 seront de tout type approprié,étant constitués en principe par un cadre 16 reposant sur la poutre 1.
Ce cadre est susceptible de se déplacer latéralement au moyen d'un dispositif mécanique queloonque; le dispositif représenté comporte une crémaillère 5b fixée à la poutre, en prise avec un pignon 6b commandé par exemple par un système à vis sans fin et manivelle 17. Sur le cadre 16 une armature 18 est montée, de façon à pouvoir se déplacer verticalement et être réglée en
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hauteur au moyen d'une crémaillère 5c en prise avec un pignon à manivelle 6 fixé sur le cadre, ou à l'aide de tout autre dispositif. Sur l'armature 18, des rouleaux entraîneurs 19 sont montés convenablement pour entraîner une chaîne sans fin 20 muniede godets 21. Une poulie 22, ou autre organe, est prévue pour actionner la chaîne à gpdets 20.
Cette poulie est par exemple clavetée en bout d'arbre des rouleaux 19.
Une bande transporteuse 23. montée sur la poutre 1, est entrafnée par un système moteur quelconque et reçoit le ballast déchargé par les godets 21. La bande 23, d'un type quelconque, est placée sous les excavateurs 15 à leur partie supérieure, et se prolonge de façon à décharger le ballast à cribler dans un crible rotatif, ou autre, 24, monté sur la poutre 1. Le crible 24 est entraîné par une poulie25 au moyen d'un système moteur quelconque.
En dessous du crible, une trémie 26 reçoit les résidus, terres, ou éléments impropres au ballast; cette trémie de forme convenable, comporte à sa base une ouverture 27 pour l'évacuation des matériaux éliminés au criblage. L'ouverture 27 débouche en face d'un second transporteur 23a transversal à la voie, et entraîné à grande''vitesse par un système moteur quel- conque. Le transporteur 23a se prolonge extérieurement jusqu'en 28.
A l'extrémité du crible 24 un récépient 29, fixé à la poutre 1, et placé transversalement, reçoit le ballast.
Ce récépient, comme représenté aux fig.l et 5, comporte un réservoir supérieur 30 dans lequel débouchent deux goulottes 31.
Celles-ci sont en pente et placées sensiblement à l'aplomb de chaque rail.
Le fonctionnement du système épurateur est le
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suivait :
Le wagon-crible est remorqué sur la voie à rebal- laster à 1'endroit voulu.
Au moyen de la crémaillère 5 et du pignon 6 on amène les dispositifs élévateurs 3 à la hauteur du rail. Les galets 9 sont mis en contact avec les champignons des rails par action sur les crémaillères 5a et pignons 6a. On règle ensuite la hauteur des dispositifs 3, de telle façon que ceux du centre soient plus élevés que ceux des extrémités; la voie est ainsi soulevée en arc sur une certaine longueur.
En manoeuvrant les crémaillères 5c-6c on abaisse les supports d'excavateurs 18 et on opère le montage en position de travail des chaînes à godets qui étaient préalablement rele- vées de part et d'autre du châssis 18 en position de route.
Les excavateurs 15, les transporteurs 23 et 23a, ainsi que le crible 24, sont alors mis en mouvement, le wagon est remorqué dans le sens de la flèche, et on abaisse progressivement les excavateurs, de façon que le premier entraîne la couche su- perficielle, et le dernier arase la plate-forme de la voie,
Au fur et à mesure de l'avancement du wagon, grâce aux galets 9 en prise avec les rails, les dispositifs 3 soulèvent la voie, le ballast à nettoyer enlevé par les excavateurs se décharge sur le transporteur 23 qui, à son tour, le conduit dans le crible 24. Le ballast impropre et les résidus s'échappant du crible dans la trémie 26, tombent sur le transporteur 23a,
En raison\de sa position transversale et de sa grande vitesse d'entraînement, le transporteur 23a projette hors de la voie les éléments impropres.
Le ballast criblé sort du crible 24 et tombe dans le réservoir 30 d'où. il s'écoule par les goulottes 31.
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En raison de la disposition des goulottes 31 le ballast tombe sur les rails et se trouve ainsi divisé et réparti uniformément entre les rails. Il suffit alors, après le passage du wagon, d'égaliser le ballast, de le bourrer, et de replacer les éolisses intérieures qui avaient été préalablement enlevées pour permettre le passage des galets des dispositifs élévateurs.
Dans les courbes, la voie est maintenue à sa place sous la wagon grâce au déplacement latéral effectué de façon convenable des dispositifs élévateurs 3.
L'emploi de ce système épurateur est extrêmement simple et très efficace; de plus il permet de réaliser une économie importante de main-d'oeuvre et un gain de temps oonsi- dérable pour l'exécution d'épuration du ballast. La vitesse d'avancement du système peut aisément atteindre 150 mètres par heure.
Aux fig. 9 et 10 on a représenté une variante du système élévateur, dans laquelle le dispositif est constitué par deux éléments 32 et 33 fixés à la poutre 1; ces éléments comportent une armature 54 réglable en hauteur et latéralement par un moyen quelconque. A la base de cette armature sont fixés deux châssis longitudinaux 35 et 36 recourbés à leurs extrémités en 37 et 38.
Sur ces châssis un certain nombre de rouleaux 32 sont montés fous, l'intervalle entre deux rouleaux étant moindre que la largeur d'une traverse.
Dans ce cas la voie est préalablement soulevée à l'aide de crics. Les châssis sont amenés sous les traverses, et le dispositif est réglé et bloqué en hauteur et en inclinaison.
Au fux et à mesure de l'avancement du wagon-crible la voie sera soulevée par l'élément avant 33, les traverses
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reposant successivement sur les rouleaux. La voie repose ensuite sur l'élément arrière, avant de se replacer d'elle-même sur le ballast cribla. Les excavateurs et le crible fonctionnant comme 'décrit ci-dessus. Dans les courbes, la voie conserve sa courbure sous le wagon grâce à la présence de galets 40 s'appuyant sur les rails.
Il est à noter, en outre, que l'ensemble du système reste dans le gabarit normal du matériel roulant et peut donc se déplacer sans inconvénient sur tout le réseau des voies ferrées.
Dans la variante représentée aux fig.ll à 23, le système épurateur est constitué par une poutre rigide 1 en treillis métallique par exemple. En position de route cette poutre repose et roule sur la voie V par deux boggies 2 et 2a.
Sur cette poutre sont montés des groupes de vérins 41, électriques, hydrauliques' ou pneumatiques, qui permettent de soulever la poutre pour passer de la position de route à la position de travail.
Pour cette conversion le wagon-poutre est pourvu de trains de chenilles 42-42a' au nombre de doux dans l'exemple du dessin. Chacun d'eux est monté sur la poutre à la faon d'un boggie dont la cheville ouvrière 43 serait orientable.
Le boggie avant 42 est seul moteur. La fraction est réalisée par un moteur 44 dont le mouvement est transmis par chaînes 45 aux roues de la chenille.
Les chenilles sont rendues solidaires des boggies au moyen de fusées coulissantes 46 pénétrant dans un manchon 47.
Cette disposition est adoptée pour dégager en position de route le gabarit de la voie, ainsi qu'il est montré sur la fig.15.
Les moteurs 44 sont à vitesse réglable, de façon à pouvoir faire
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tourner une chenille plus rapidement que l'autre dans les courbes de la voie.
Les systèmes élévateurs de la voie, tels que représentés sur les fig.16 à 18, seront en général au nombre de deux paires 48-48a, convenablement espacées sur la poutre.
Chacun de ces systèmes constitue une sorte de main-courante emprisonnant le champignon du rail R. Ces mains-courantes sont construites comme une pince à charnière formée de deux éléments assemblés 49 et 50. Les rails sont saisis par des galets 51-52 disposés de part et d'autre sur les pinces. Celles-ci peuvent pivoter autour d'axes 53 en laissant un certain jeu latéral, ce qui permet aux mains-courantes de se prêter aux divers écartements de rails et aux différentes inclinaisons de ceux-ci.
Les mains-courantes sont levées et maintenues par des vérins hydrauliques ou pneumatiques 54-55 disposés sur une traverse 56.
Les systèmes excavateurs qui tournent autour de la voie le long des circuits 57 et 58 sont apportés par des rou- leaux tournant sur des axes 59-60-61. Ils glissent sur un bâti coulissant 62 et sont entraînés par des roues dentées 63. Ces excavateurs sont supportés par des mécanismes 27-28 qui les encadrent. Chacun de ces méoanismes comprend essentiellement un châssis 66 pouvant coulisser dans des rainures pratiquées sur les montants 67 et 68 de la poutre 1 (fig.21). Des traverses 69-70 entretoisent le châssis 66.
Le moteur d'entraînement 71 est porté par la traverse 69.
La montée et la descente du châssis coulissant sont assurées par un double treuil 72-73 actionné par un moteur 74.
Bien entendu les moteurs 74 tournent en synchronisme lors de l'élévation ou de l'abaissement du châssis 66.
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Pour que les systèmes excavateurs soient extensibles transversalement à la voie, les axes 59-6D-61 des rouleaux d'excavateurs tournent dans des armatures 75-76, lesquelles peuvent coulisser par exemple au moyen de galets à l'intérieur de la traverse 70. Les armatures 75-76 sont rapprochées (position de route fig,19j ou éloignées,position de travail fig.20) par l'action d'un dispositif approprié tel qu'un système de pignon et crémaillère 77 ou de vérins pneumatiques, hydrauliques, etc.,
Le ballast déchargé par des godets excavateurs 78 est reçu par une bande transporteuse 79 qui l'amène dans un crible rotatif ou autre, 80, monté sur la poutre 1 et entraîné par un système moteur 81 ;
le principe même de cette disposition est d'ailleurs déjà indiqué dans le mode de réalisation repré- senté aux fig.l à 10.
Le système égalisateur, niveleur et compresseur de ballast, est constitué essentiellement par une pièce en fonte 82 dont la forme en V est assez analogue à celle d'un chasse-neige.
Cette pièce est supportée en ses extrémités par de forts ressorts à boudins 85. réglables en hauteur au moyen de vis 87 tournant dans des supports 88. La partie inférieure de cet égalisateur est chanfreinée afin de répartir, d'égaliser et de comprimer facilement le ballast. Ce système doit pouvoir être replié en position de route pour dégager le gabarit de la voie. cet effet les supports 85 sont rapprochés de l'axe de la voie, grâce au aoulissement des bras 86 qui les portent à l'intérieur d'un manchon 87. Pour permettre cette déformation les branches 82-82 du V peuvent tourner chacune autour d'un axe antérieur 88 et de plus des coulisses 89 sont prévues aux extrémités arrière des dites branches.
Le dispositif égalisateur peut tourner autour d'axes
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90 parallèles à la direction de la poutre, de façon à s'incliner légèrement lorsque l'on désire donner au ballast un surhausse- ment convenable d'un certain cote.
Sur le wagon-crible est installée une cabine 91 occupée par le mécanicien. La direction des chenilles avant s'effectue de'cette cabine. Les chenilles arrière sont dirigées par un manoeuvre, au moyen d'un volant 92. Le même manoeuvre peut également agir sur les volants 93 assurant la descente de l'égalisateur.
L'énergie nécessaire pour actionner les divers mécanismes sera fourniepar exemple par un moteur Diesel accouplé avec une génératrice donnant le courant électrique. Le même moteur pourra actionner, en outre, les pompes à air ou à eau nécessaires pour les vérins.
Le fonctionnement de ce système épurateur s'opère comme suit .
Le wagon-crible, en position de route, est amené sur la voie à reballaster, au point de départ du travail.
Pour passer de la position de route à la position de travail, le wagon est soulevé par les vérins 41-41. Les Boggies 2 et 2a sont démontés et attachés respectivement à l'avant et à l'arrière du véhicule par des câbles 94 de part et d'autre du dos d'âne qui sera formé par le soulèvement de la vcie.
Les trains chenilles sont tirés vers l'extérieur en position de travail afin d'encadrer la tête des traverses (fig.15). Ils sont ensuite descendus jusqu'à la voie en agis- sant sur les vérins 41.
Pour la mise en action des excavateurs, la voie est déséclissée à un joint de rails, et elle est soulevée à
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l'avant par les mains-courantes d'avant 48. On fait alors progresser la poutre sur les ohenilles, de sorte que l'extré- mité soulevée de la voie pénètre à l'intérieur des ceintures formées par les excavateurs préalablement écartés par extension des armatures 75-76, et légèrement descendus par le châssis 86.
Lorsque les excavateurs sont complètement engagés sous la voie, on parachève leur mise en position de travail en commençant l'épuration, les excavateurs étant mis en marche au même moment au moyen des moteurs 71.
L'égalisateur niveleur de ballast est introduit sous la voie après avoir été ouvert en position de travail.
Sa descente est effectuée progressivement.
Enfin on peut éclisser la voie à nouveau à l'ar- rière de la machine, et mettre en action également les dispo- sitifs élévateurs d'arrière 48a.
Comme dans le mode de réalisation décrit et repré- senté aux fig.l à 10, afin de permettre la circulation des galets de préhension 52 à l'intérieur des rails, les éclisses intérieures sint enlevées et les éclisses extérieures sont maintenues provisoirement par tout moyen approprié, par exemple des boulons à tête plate.
Les opérations inverses des précédentes sont exécutées lors de la cessation du travail.
Bien entendu l'invention n'est pas limitée au mode d'exécution décrit ci-dessus, ni aux exemples représentés.
On peut, par exemple, pour le dispositif élévateur représenté aux fig.l à 10 utiliser des galets inclinés, ou, au lieu d'un châssis à rouleaux, un simple patin dont le dessus serait bombé, les traverses glissant alors sur le patin, ou bien encore utiliser un dispositif à galets et électro-aimants. On peut encore
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employer tout autre système d'excavateur, de transporteur ou de crible. Les organes de déplacement latéral et vertical à crémaillère et pignon peuvent être également remplacés par un système à vis et écrous, vérin hydraulique ou pneumatique, ou d'autres systèmes.
De même l'appareil décrit eomme variante peut être utilisé spécialement pour le relevage de voie, c'est-à- dire pour l'opération qui consiste à déverser du ballast neuf et ensuite à, soulever la voie et à introduire ce ballast sous les traverses. Dans ce but, et sans sortir du cadre de l'inven- tion, la poutre pourra ne pas comporter d'excavateurs, ou bien si elle en comporte ils resteront inactifs. Une telle appli- cation peut être envisagée aussi bien dans le système de pro- gression sur la voie elle-même que dans celui de progression sur chenilles, avec un wagon à grand empattement du type représenté aux fig. 1 à 10.
Au surplus, au lieu de rouler soit sur boggies soit sur chenilles, le wagon-crible pourrait progresser sur un chemin de roulement auxiliaire. encadrant la voie, et posé provisoirement pour l'exécution du travail d'épuration.
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