CH355170A - Device for limiting movement and automatically stopping a rail in a prescribed position, in a plane perpendicular to the track, when wedging a line of railway tracks - Google Patents

Device for limiting movement and automatically stopping a rail in a prescribed position, in a plane perpendicular to the track, when wedging a line of railway tracks

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CH355170A
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CH
Switzerland
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rail
stop
servomotor
track
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French (fr)
Inventor
S A Materiel Industriel
Renonciation
Original Assignee
Matisa Materiel Ind Sa
Const Mecaniques Sa Renens
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    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E01CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
    • E01BPERMANENT WAY; PERMANENT-WAY TOOLS; MACHINES FOR MAKING RAILWAYS OF ALL KINDS
    • E01B27/00Placing, renewing, working, cleaning, or taking-up the ballast, with or without concurrent work on the track; Devices therefor; Packing sleepers
    • E01B27/12Packing sleepers, with or without concurrent work on the track; Compacting track-carrying ballast
    • E01B27/13Packing sleepers, with or without concurrent work on the track
    • E01B27/16Sleeper-tamping machines

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Architecture (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Machines For Laying And Maintaining Railways (AREA)

Description

  

  Dispositif pour     limiter    le déplacement et arrêter automatiquement un rail  dans une position prescrite, dans un plan     perpendiculaire    à la voie,  lors du calage d'une file de rails de voie     ferrée       Lors des travaux     d'installation    ou d'entretien des  voies ferrées,     il    est fréquemment demandé de mettre  et de     maintenir    temporairement en     position    exacte  dans un plan transversal à la voie, l'un ou l'autre,  ou les deux champignons de     rails,    et     ceci    en un ou  plusieurs endroits du tracé de la voie, selon les  besoins.  



  En particulier, on exige un positionnement pré  cis en hauteur dans les opérations de nivellement, et  transversalement à la voie, dans celles de dressage.  Il est clair que le problème est     analogue    pour toute  direction quelconque dans le plan transversal et on  se bornera à prendre en     considération    ici plus parti  culièrement le cas du nivellement de la voie.  



  La mise à hauteur correcte présente d'ailleurs  des difficultés     spéciales    du fait de la précision exigée  soit     pour    l'inclinaison transversale du plan de roule  ment (ou dévers), soit pour le profil en long de  chaque file de     rails.     



  Dans une première catégorie de dispositifs con  nus, on a des     charpentes    reposant sur le ballast et  formant butées, contre lesquelles viennent s'appuyer  les rails, ce qui évite tout dépassement de hauteur.  L'inconvénient grave de     tels        dispositifs    est     d'obliger     à des     constructions    très     rigides,    donc très lourdes,  encombrantes,     d'emploi.    malaisé, donc onéreuses.  



  Dans une deuxième catégorie, on a des dispositifs  de levage et calage à l'aide de coins, cales extensi  bles,     vérins    mécaniques, hydrauliques ou électriques,  souvent     combinés    avec des     pinces    suspendues à des  charpentes, portiques, etc. -     déplaçables    ou non le  long de la voie - ou     encore    à des véhicules tels que       bourreuses,        caleuses,    etc.

       Certains    de     ces    vérins fonc-         tionnent    en     servo-moteux    qui tend     constamment    à  soulever le rail jusqu'à     ce    qu'un     contact    vienne  appuyer contre une butée fixe,     ce    qui provoque l'ar  rêt de la levée ;

       s'il        se    produit par exemple un affais  sement du     point    d'appui du servomoteur, celui-ci  augmente de longueur jusqu'à     compensation.    On  connaît les gros inconvénients de ces     dispositifs     connus qui n'assurent pas efficacement et avec pré  cision - par suite des jeux et de     l'élasticité    des pin  ces, de la machine, de la voie, etc. - contre un  dépassement du niveau prescrit pour le rail, dépasse  ment     qu'il    est alors extrêmement     difficile    de corriger.  



  C'est pourquoi     on,    a proposé des dispositifs. de  levage à servomoteur réversible asservi simultané  ment à un organe de commande et à un palpeur  de rail. Dans ce dispositif, c'est donc     encore    le servo  moteur qui     crée    et règle la force de levage     direc-          tement    en fonction du déplacement du rail, et     cette     force est     constamment        équilibrée        par    la     force    de  rappel qu'est le poids propre de la voie, le cas éché  ant augmentée par sécurité d'une     charge        auxiliaire,

       variable ou non,     appliquée    sur le     rail    et placée sous  la dépendance de l'agent moteur actionnant le servo  moteur réversible.  



  Ce dernier dispositif offre     cependant    l'inconvé  nient d'une construction relativement plus lourde et       compliquée    du fait qu'on ne cherche pas, à s'opposer  directement à un dépassement du niveau prescrit  pour le     rail,    qu'on     n'utilise    pas     l'effort    de soulève  ment - parfois considérable - dû au bourrage sous  la traverse en travail, et qu'on est     fréquemment          obligé,    pour     obtenir    une     compacité    suffisante du  ballast,

   de prévoir ladite charge     auxiliaire    qui doit      alors être     réglée    de la     manière        indirecte    mentionnée,  avec tous les risques     d'instabilité    que     cela        comporte.     



  La présente invention vise à     éliminer    ces     incon-          vénients.    Elle a pour objet un dispositif pour     limiter     le déplacement et arrêter     automatiquement    un     rail     dans une position prescrite, dans un plan perpen  diculaire à la voie, lors du calage d'une file de     rails     de voie ferrée.

   Ce dispositif est     caractérisé    en     ce     qu'il     comporte    une butée destinée à agir mécanique  ment sur le     rail,    un     servo-moteur    agissant     dans    deux  sens opposés et actionnant     cette    butée, et des moyens  (contacts     électriques    ou palpeur, par exemple) com  mandant     ce        servo-moteur    en     fonction    de la position  d'un organe formant     point    de     référence.     



  Le dessin     annexé    représente,     schématiquement     et à titre d'exemple, trois formes d'exécution du dis  positif objet de l'invention, appliquées à des     bour-          reuses,    dans le cas du nivellement d'une voie ferrée.  



  La     fig.    1 est une vue en coupe     verticale    partielle  selon une     direction    parallèle à la voie, de la pre  mière     forme    d'exécution.  



  La     fig.    2 est une vue latérale, avec     coupe    par  tielle, de la seconde forme d'exécution.  



  La     fig.    3 est une vue analogue à la     fig.    2,     mais     relative à la troisième forme d'exécution.  



  La     fig.    4 représente, en coupe partielle, des  détails de l'exécution selon la     fig.    3.  



  Sur la     fig.    1, on a désigné par 1, le rail, par 2  la traverse à bourrer, par 3 les pioches situées de  part et d'autre de la traverse 2, animées de vibra  tions et destinées à tasser le ballast 8 sous la tra  verse 2, et par 4 le châssis de la     bourreuse.     



  La     bourreuse    4 porte une vis 5,     immobilisée          axialement,    en 9, sur le châssis 4 et     susceptible    d'être  entraînée en rotation par un     moteur    6.

   Sur     cette     vis 5 est monté un     écrou    7 qui est empêché de  tourner par des moyens non représentés, de telle       sorte    que la     rotation    du moteur 6 et de la vis 5  provoque le     déplacement    de     cet    écrou vers le haut  ou vers le bas.     L'inclinaison    des filets de la vis 5  et de     l'écrou    7 est telle qu'une poussée de bas en  haut sur     ce    dernier ne peut ,provoquer qu'un soulè  vement de la vis 5 et de la     bourreuse    4.

   L'écrou 7  porte une pige latérale 7a, qui se trouve placée entre  deux piges 10a et 10b d'un doigt 10, qui est     lui-          même    placé sur la ligne de     référence    P par     rapport     à laquelle les rails 1 doivent être placés. Les piges  10a et 10b sont     ainsi    disposées l'une au-dessus, l'au  tre au-dessous de la ligne P, par exemple à un     milli-          mètre    de     cette    dernière.

   Quand la pige 7a vient en       contact    avec la pige 10a, ce contact ferme un circuit  qui fait tourner le moteur 6 dans un sens tel que  l'écrou 7 et par suite la pige 7a se     déplace    vers la  pige 10b. Le résultat est inverse quand la pige 7a  vient au     contact    de la pige 10b.

   Ainsi donc, la pige  7a est astreinte à rester entre les piges 10a et 10b  et par suite la face     inférieure    7b de l'écrou 7 est       maintenue    au jeu près de     la    pige 7a     entre        les    piges  10a et 10b à une     distance        prédéterminée        d    du plan    P (par exemple vingt     centimètres)    et     ceci    quelle que  soit la position de la     bourreuse    4.  



  Le fonctionnement de ce dispositif est le suivant  La     bourreuse    4 étant mise en     place    et les     pioches     3 enfoncées dans le ballast 8 de part et d'autre de la  traverse 2, les     pioches    3 sont mises en vibration.  Le ballast, sous l'action     des        pioches    3,     exerce    une  poussée vers le haut sur la traverse 2 et     soulève    le  rail 1. A un moment     donné,    le rail 1     viendra    au  contact de la     surface    inférieure 7b de l'écrou 7.

   A  partir de     ce    moment, le rail 1 ne peut     continuer    à  se soulever car le poids de la     bourreuse    4 est suffi  sant pour s'opposer à     ce    mouvement     ascendant    du       rail    1 (si     cela    n'était pas le cas, rien     n'empêcherait     de charger     suffisamment    la     bourreuse    4 au droit des  pioches 3 pour obtenir     ce    résultat).

   Le     conducteur     de la     bourreuse    4 peut continuer à bourrer jusqu'à  refus sans inconvénient puisque le rail 1 ne peut     pas     dépasser le niveau désiré et matérialisé par la     surface     inférieure 7b de l'écrou 7 et que le rail 1 ne peut  fléchir sous la poussée du ballast puisqu'il est main  tenu au droit de la traverse 2 qui transmet la  poussée.    Ainsi, le     travail    habituel du conducteur de la       bourreuse    4 n'est pas modifié par le     dispositif    décrit.  



  Ce dispositif peut trouver son emploi sur les       bourreuses    actuellement en     service.     



  Dans une variante, le réglage de la position de  l'écrou 7 pourrait être obtenu non plus     par    la fer  meture de circuits électriques par les contacts 7a et  10a et 10b, mais par exemple par une     membrane          déformable        reliant    les     pièces    7a et 10 et     agissant    sur  des jauges à     résistance    collées sur la membrane. On  pourrait également utiliser un potentiomètre     par    rap  port à une tension de     référence    ou des variations  d'un entrefer.  



  Sur la     fig.    2, on voit en 11 l'une des files de       rails    fixée sur des traverses 12 reposant sur le lit  de ballast 13. La     bourreuse,    du type     dit    en porte à  faux, est     représentée    - pour la     clarté    de la descrip  tion - par une simple plaque 14 supposée en retrait  du plan vertical passant     par        ladite    file de rails dans  lequel se trouve tout le     dispositif    qu'on va décrire.  



  La butée 15 du rail est     ici    formée par la base  d'un cylindre 16 qui peut coulisser le long d'un pis  ton 17 et de sa tige 18     solidaire    d'une plaque d'appui  19 soudée à la plaque 14 mentionnée. Dans la cham  bre supérieure 20,     constamment    à l'air libre, ména  gée entre 17 et 16, est logé un     ressort    21 qui  rappelle constamment 16 vers le haut,     cependant    que  la chambre inférieure 22 peut être mise sous pression  d'huile par un conduit 23, foré     partiellement    à tra  vers 17, 18 et 19.  



  Un     palpeur    24 de rail est solidaire d'une tige 25  guidée en 26 et soudée au corps 27 d'un distribu  teur - vu en     coupe    sur le dessin - lui-même monté       ;pour        coulisser    dans un     guide    28 - également vu en       coupe    - qui     présente    une saillie 29 limitant la course  de 27 vers le bas.

        L'organe de     commande    est     constitué    par un petit  piston 30 qui     s'appuie    constamment,     grâce    à un res  sort de rappel 31, contre une butée 32 de référence,  solidaire d'un dispositif de mesure non     représenté.     



  Une     source        d'alimentation    - également non figu  rée - maintient sous pression constante un conduit  33, diaphragmé en 34, qui est relié, d'une part, avec  23 et, d'autre part, à travers un conduit souple 35,  avec la chambre 36 dégagée dans ledit piston 30  jusqu'à son     arête    37 de réglage.     Une    seconde     arête     38 de réglage, prévue dans le     corps    27     du,        distri-          buteur    mentionné, limite la chambre 36 dont     l'huile     peut s'échapper sous pression pratiquement nulle à  travers un conduit souple 39.  



  Le fonctionnement est alors le suivant  Dans la     position        d'équilibre        représentée,    l'huile  arrivant par 33 sous pression     constante,    subit une  certaine perte     de    charge en traversant 34, en     sorte     qu'une pression plus basse,     dite    pression variable,  s'établit     simultanément        dans    22, 23, 35 et 36 sous  l'effet de     l'étranglement    de l'huile produit par les.  deux arêtes. 37 et 38     de    réglage très     légèrement    écar  tées l'une de l'autre.  



  Par ailleurs, la traverse au droit de l'axe x, et  toutes celles de droite sur le dessin, sont censées être  calées par le bourrage en sorte que     le    rail 11 - admis       horizontal    pour simplifier - est maintenu soulevé et  appliqué contre la     butée    15 avec une     certaine        force     qui, jointe à celle du     ressort    21, tend à faire monter       le    cylindre 16.

   Ces deux     forces    sont     équilibrées    par  l'effet de la pression variable qui agit dans 22 et  s'oppose à     ce        déplacement,        grâce    notamment au       découvrement    - censé être     correct    pour l'instant   entre les arêtes 37 et 38.  



  Si on     suppose    maintenant que, sous.     l'effet    d'une  plus grande     force    de soulèvement, le rail     monte    pro  gressivement, il soulève avec lui non seulement la  butée 15, mais aussi     1e        palpeur    24, sa tige 25 et le  corps 27 dont     l'arête    38 étrangle alors     davantage     le passage de l'huile.

   Ceci a pour conséquence de  faire     augmenter    la pression variable, donc la     poussée     vers le bas     créée        par    le     cylindre    16 qui, s'opposant  à la     force    de soulèvement, interrompt la montée du  rail lorsque     l'équilibre        des    forces est à nouveau  atteint.  



  La zone de réglage s'étend donc - moyennant  une pression     constante        suffisante    - jusqu'à la     limite     de soulèvement du véhicule lui-même.  



  Si, au contraire, on suppose une     force    dégressive  de soulèvement, il est clair que les     effets    produits  sont inversés et que la zone de réglage s'étend jus  qu'à     ce    que la     force    de contact en 15 s'annule. Dès       ce    moment, le     ressort    21 fait remonter le cylindre  16, ce qui évite un contact     inutile    sur le     rail.    Pour  la même raison, le     palpeur    24 finit par quitter son  appui sur le     rail    par suite de 29 retenant 27.  



  On     souligne    ici tout     particulièrement    le     fait     connu que le     dimensionnement        judicieux    d'un tel  servomoteur - ainsi asservi en position -     permet     aisément de     couvrir    tout son domaine de réglage    moyennant une variation de niveau du rail tout à fait       négligeable    en pratique, si bien que la     distance    ver  ticale entre rail et butée de     référence    peut être  admise constante durant tout le réglage.  



  On voit     aisément    que cette     propriété    est con  servée si on abaisse ou qu'on relève la butée 32 de  référence puisque le     déplacement    de 30 dans 27  augmente, respectivement     diminue,    la pression varia  ble qui     déplace    alors 15 sensiblement de la même  dénivellation.  



  Cette même propriété est également conservée  - dans la zone de réglage - lorsqu'un déplacement  vertical du point d'appui 19 se     produit,    puisque par  exemple un abaissement de 14, donc dé 19,     tend    à  faire     baisser    la butée 15, le rail 11 et le     corps    27,  et par là     diminue    la pression variable jusqu'à équi  libre et quasi-annulation du déplacement.  



  En bref, on peut dire que le     niveau    du rail suit  fidèlement les mouvements verticaux de la butée 32  de     référence,    quels que soient     ceux    du point d'appui  19 du     servomoteur    sur la     bourreuse,    propriété indis  pensable en particulier lorsque des     oscillations,     vibrations, etc., se produisent sur la machine, le rail  ou même la butée de référence.  



  On dispose     ainsi    d'une butée de rail qui peut       être    rendue aussi     rigide    que     l'on        désire        .avoir    en pra  tique, et cela par l'effet d'une     force    de commande  qui peut être rendue aussi     minime    et     constante    qu'on  peut l'exiger.  



  A remarquer qu'avec le dispositif que l'on vient  de décrire, on     utilise    au mieux     l'effort    de soulève  ment dû au bourrage.  



  De plus,     il    est inutile de relever la     butée    à cha  que avance de la     bourreuse,    car, d'une part, il se  produit toujours un léger affaissement du     rail    en     fin     de bourrage, d'autre     part,    la position plus basse du  rail devant la machine tend à écarter     celui-ci    de  la butée ;

   lorsque     ces    effets sont     insuffisants    - par  exemple par suite de l'élasticité de la     suspension     de la     bourreuse    - il suffit de faire     tomber    la pres  sion variable à une très faible valeur pour éviter une  usure     anormale    de la butée.  



       Dans    de     telles        conditions,    il est évident que la  course de     travail    de la butée peut être réduite à un       minimum    - fixé par les     oscillations        éventuelles    dont  il a été question - ce qui     conduit    à une     puissance          hydraulique    très     restreinte.     



  On note par ailleurs. qu'une chute     accidentelle    de  la pression constante ou variable fait toujours rele  ver la butée.  



  Comme autres avantages     supplémentaires,    on  mentionne la     possibilité    d'abaisser     quelque    peu     une     voie déjà bourrée et de niveau trop élevé, en  appuyant sur le rail et laissant simplement les outils  vibrer dans le ballast pour le désagréger.     Cette     faculté, toujours, présente, de pouvoir par exemple       niveler    en dessous de     points    hauts du rail     offre    un  très grand intérêt soit à cause de cotes à respecter  obligatoirement, soit à     cause    de     l'économie    de  ballast.

        Diverses variantes peuvent être déduites de ce       second    exemple décrit. On se borne à indiquer que  les     emplacements        respectifs    de la butée d'arrêt et du  palpeur peuvent être permutés, ou     encore    disposés  plus ou moins près de     l'axe    x ; que     ces    organes peu  vent être équipés de rouleaux d'appui ; que le nom  bre de points de     contact    sur le rail peut être aug  menté pour     améliorer    la précision; que le servo  moteur peut agir sur une butée     distincte    du cylindre  16, par exemple par     l'intermédiaire    d'un levier;

   que  le servomoteur     peut    prendre appui sur une char  pente     quelconque,    par exemple     reposant    sur le bal  last, etc. L'exemple     suivant        illustre        encore    d'autres       possibilités        d'application.     



  Sur la     fig.    3 - qui reproduit, avec les mêmes       désignations    que sur la     fig.    2, une partie des organes  décrits - on voit un troisième exemple d'exécution  dans lequel la     butée    de rail et le palpeur     précédents     sont réunis en un seul organe constitué par un patin  40 soudé à une tige 41 guidée en 42 sur 14 et tra  versant librement le châssis mobile 43 pour aboutir  dans un cylindre 44 - soudé à 14 - d'où émerge  un piston 45 de     commande    appuyé contre la butée  32 de     référence.     



  La     fig.    4 - qui reproduit, avec les mêmes dési  gnations, une partie des organes déjà décrits - mon  tre en     coupe    partielle des détails du     dispositif    selon  la     fig.    3, agrandis et simplifiés en vue de bien faire  comprendre le     fonctionnement.     



  Sur la     fig.    4, on voit     que.    41 est     solidaire    du  piston. 46, lui-même prolongé par une tige 47 qui  présente une gorge 48 circulaire dont l'arête infé  rieure 49 se trouve ainsi constamment à la même  hauteur     au-dessus    de 40. Le piston 46     fractionne    44  en une chambre annulaire inférieure 50 reliée direc  tement à 33 et en une     chambre    annulaire dite inter  médiaire 51, de plus grande     section    que 50 et en       communication,    d'une part, avec 33 à     travers    le  diaphragme 52 et, d'autre part, avec 48 par un con  duit 53 ménagé dans 47.  



  Ledit piston 45 de commande - tubulaire dans  sa partie inférieure terminée par     l'arête    54 -     coiffe     47 et un     ressort    55 logé dans un évidement 56       communiquant    par un conduit 57 avec une chambre  supérieure 58 qui est formée par le prolongement du       cylindre    44 et se trouve     reliée    au conduit 39.  



  Le fonctionnement est alors le suivant,     compte     tenu de     ce        qui    a déjà été exposé  La pression     constante    qui règne dans 33 agit  aussi dans 50 - de faible section - en sorte qu'une  poussée modérée sous 46 tend     constamment    à sou  lever l'ensemble butée-palpeur 40, 41, 46, 47, 49.  Par ailleurs, de     l'huile    s'écoule     continuellement    par  52, 51, 53 et 48, espaces     dans        lesquels    s'établit la  pression dite     variable    sous l'effet combiné de 52 et  de     l'étranglement    produit entre 49 et 54.

   De là,       l'huile        s'échappe    dans 58 et 39 sous une pression  supposée     nulle    pour     simplifier,    ce qui supprime toute  action     hydraulique    sur 45 qui     reste        cependant    - à  cause de 55 -     constamment    appliqué contre 32.    Pour une position fixe de 32, donc de 45,  supposons tout d'abord que 40 soit en position basse  extrême.

   La poussée sous 46 fait monter la     butée-          palpeur    puisque 49 et 54 sont écartées complètement  l'une de l'autre, que la pression     variable    est nulle  et qu'aucune poussée n'agit sur la     face    supérieure  de 46. L'arête 49     se    rapproche donc de 54, aug  mente progressivement     l'étranglement,    donc la pres  sion variable, donc la     poussée    variable     agissant    vers  le bas sur 46, et la montée s'arrête lorsque l'équilibre  des     forces    est atteint.

   A     ce    stade, l'équilibre des  seules poussées,     constante    et variable, impose que  les pressions     correspondantes    soient en proportion  inverse des sections     de    50 et 51.  



  Si, sous l'effet du bourrage, le rail s'élève et  tend à soulever progressivement 40, donc 49, la  pression variable augmente et bloque pratiquement  la montée, comme exposé     dans    l'exemple     précédent.     De même, on voit sans peine que si, par     exemple,     on abaisse la     butée    32 de référence, on augmente la  pression variable qui fait baisser le rail pratiquement  de la même quantité.

   Enfin, pour     ne    pas     allonger          inutilement,    si l'appui 14 tend, par exemple, à     se     soulever, on voit encore     facilement    que l'ensemble  butée-palpeur tend à monter, mais que 45     s'enfonce     d'autant dans 44, ce qui     maintient    pratiquement en       définitive    la     butée-palpeur    au     même    niveau.  



  On voit sans plus que la propriété essentielle  de l'équidistance entre butée d'arrêt 40 et butée de       référence    32 est encore conservée dans     toute    l'éten  due du réglage, et que la     force    de commande sur  45 peut être aussi faible et constante que désiré.  



  Outre les avantages et possibilités d'application  soulignés dans l'exemple précédent, on relève ici la  construction particulièrement simple, compacte et  économique, ainsi que la stabilité maximum de fonc  tionnement du dispositif hydraulique,     dues    à la gran  de rigidité des organes et notamment à     l'absence    de       conduits    souples.  



  En     variante,    on peut imaginer sans peine un  ressort (non figuré) - rappelant la butée - palpeur  vers le haut en cas d'arrêt de     service.     



  Autre avantage pratique important, la mesure de  la pression variable - par exemple par un simple  manomètre, non figuré sur le dessin - donne de pré  cieuses indications sur le degré     de    bourrage atteint  sous chaque traverse     successive.     



  Il est également très avantageux     d'utiliser        cette     pression variable pour     limiter    l'effort de soulève  ment du     rail,    par exemple pour éviter de trop fortes       sollicitations    dans le métal ou pour empêcher le sou  lèvement     de    la     bourreuse    elle-même.

       L'homme    de  métier     imaginera    facilement un dispositif approprié,  par exemple sous la forme simple d'un piston     soumis     à ladite pression variable, rappelé par un ressort       ajustable    et     déclenchant    l'arrêt de la fermeture des  pioches, ou freinant progressivement ce mouvement       lorsque    la pression prescrite est     atteinte,    ou encore  provoquant un deuxième cycle     de    bourrage si la      pression prescrite n'est pas atteinte à la fin du pre  mier cycle.  



  Suivant la     hauteur    de relevage, les qualités de la       bourreuse    ou du ballast, etc., il peut être     nécessaire     ou utile     d'utiliser    des moyens     auxiliaires    de levage  de tout type connu, qui, par leur     force    de soulève  ment, constante ou non, soulageront d'autant     celle     demandée précédemment au ballast seul. Il est bien  évident que lesdits moyens peuvent être placés sous  la     dépendance    de la pression variable, et plus géné  ralement de l'agent moteur agissant dans le servo  moteur.  



  D'autres variantes d'exécution peuvent être ima  ginées. On se borne à mentionner l'application à  une direction quelconque (de     déplacement    du rail)  dans le plan transversal à la voie, en     particulier    pour  son dressage ;

   l'emploi de plus d'un servomoteur,  par exemple jumelés, la combinaison pour nivelle  ment et dressage     simultanés,    les     dispositifs    réglés par       impulsions    périodiques, les     servo-moteurs    à vitesse  variable, les dispositifs     actionnés    ou     commandés     mécaniquement, par     fluide    quelconque sous pression  (huile,     air,        ete.),        électriquement    ou par voie magné  tique, etc.



  Device for limiting the movement and automatically stopping a rail in a prescribed position, in a plane perpendicular to the track, when wedging a line of railway tracks During installation or maintenance work on railway tracks, it is frequently asked to put and temporarily maintain in exact position in a plane transverse to the track, one or the other, or both rail mushrooms, and this in one or more places of the track layout, according to the needs.



  In particular, precise height positioning is required in leveling operations, and transverse to the track, in leveling operations. It is clear that the problem is analogous for any direction whatsoever in the transverse plane and we will limit ourselves to taking into consideration here more particularly the case of leveling of the track.



  Correct height adjustment moreover presents special difficulties owing to the precision required either for the transverse inclination of the rolling plane (or cant), or for the longitudinal profile of each row of rails.



  In a first category of known devices, there are frames resting on the ballast and forming abutments, against which the rails come to rest, which prevents any height being exceeded. The serious drawback of such devices is that they require very rigid, and therefore very heavy, bulky constructions to be used. difficult, therefore expensive.



  In a second category, there are lifting and wedging devices using wedges, extensible wedges, mechanical, hydraulic or electric jacks, often combined with clamps suspended from frames, gantries, etc. - movable or not along the track - or to vehicles such as tampers, wedges, etc.

       Some of these jacks operate as a servo-motor which constantly tends to lift the rail until a contact comes to press against a fixed stop, which causes the lifting to stop;

       if, for example, there is a collapse of the fulcrum of the servomotor, the latter increases in length until compensation is obtained. The major drawbacks of these known devices are known, which do not provide effective and precise coverage - owing to the play and elasticity of the pins, of the machine, of the track, etc. - against exceeding the prescribed level for the rail, which it is then extremely difficult to correct.



  This is why we have proposed devices. lifting device with reversible servomotor simultaneously controlled by a control device and a rail feeler. In this device, it is therefore again the servo motor which creates and regulates the lifting force directly as a function of the movement of the rail, and this force is constantly balanced by the return force which is the self-weight of the track. , if necessary increased by safety of an auxiliary load,

       variable or not, applied to the rail and placed under the control of the motor agent actuating the reversible servo motor.



  However, this latter device offers the disadvantage of a relatively heavier and more complicated construction owing to the fact that no attempt is made to directly oppose an exceeding of the level prescribed for the rail, that no 'lifting force - sometimes considerable - due to jamming under the cross member during work, and which is frequently required, to obtain sufficient compactness of the ballast,

   to provide said auxiliary load which must then be adjusted in the indirect manner mentioned, with all the risks of instability that this entails.



  The present invention aims to eliminate these drawbacks. Its object is a device for limiting movement and automatically stopping a rail in a prescribed position, in a plane perpendicular to the track, during the setting of a line of railway tracks.

   This device is characterized in that it comprises a stop intended to act mechanically on the rail, a servo motor acting in two opposite directions and actuating this stop, and means (electrical contacts or sensor, for example) controlling this. servo motor as a function of the position of a member forming a reference point.



  The appended drawing represents, schematically and by way of example, three embodiments of the device which is the subject of the invention, applied to tamping machines, in the case of leveling a railway track.



  Fig. 1 is a view in partial vertical section along a direction parallel to the track, of the first embodiment.



  Fig. 2 is a side view, in partial section, of the second embodiment.



  Fig. 3 is a view similar to FIG. 2, but relating to the third embodiment.



  Fig. 4 shows, in partial section, details of the execution according to FIG. 3.



  In fig. 1, we denote by 1, the rail, by 2 the sleeper to be stuffed, by 3 the picks located on either side of the sleeper 2, vibrated and intended to pack the ballast 8 under the beam 2 , and by 4 the frame of the tamper.



  The tamper 4 carries a screw 5, immobilized axially, at 9, on the frame 4 and capable of being driven in rotation by a motor 6.

   On this screw 5 is mounted a nut 7 which is prevented from rotating by means not shown, so that the rotation of the motor 6 and of the screw 5 causes this nut to move upwards or downwards. The inclination of the threads of the screw 5 and the nut 7 is such that a push from the bottom up on the latter can only cause the lifting of the screw 5 and the tamper 4.

   The nut 7 carries a lateral rod 7a, which is placed between two rods 10a and 10b of a finger 10, which is itself placed on the reference line P relative to which the rails 1 must be placed. The pins 10a and 10b are thus arranged one above, the other below the line P, for example one millimeter from the latter.

   When the rod 7a comes into contact with the rod 10a, this contact closes a circuit which turns the motor 6 in a direction such as the nut 7 and consequently the rod 7a moves towards the rod 10b. The result is the reverse when the pin 7a comes into contact with the pin 10b.

   Thus, the rod 7a is required to remain between the rods 10a and 10b and consequently the lower face 7b of the nut 7 is kept in play near the rod 7a between the rods 10a and 10b at a predetermined distance d from the plane P (for example twenty centimeters) and this whatever the position of the tamper 4.



  The operation of this device is as follows: The tamping machine 4 being put in place and the picks 3 driven into the ballast 8 on either side of the cross member 2, the picks 3 are set in vibration. The ballast, under the action of the pickaxes 3, exerts an upward thrust on the cross member 2 and lifts the rail 1. At a given moment, the rail 1 will come into contact with the lower surface 7b of the nut 7.

   From this moment, rail 1 cannot continue to rise because the weight of tamper 4 is sufficient to oppose this upward movement of rail 1 (if this were not the case, nothing would prevent sufficiently load tamper 4 to the right of pickaxes 3 to obtain this result).

   The driver of the tamper 4 can continue to tamp until refusal without inconvenience since the rail 1 cannot exceed the desired level and materialized by the lower surface 7b of the nut 7 and the rail 1 cannot bend under the pressure ballast since it is hand held to the right of the cross member 2 which transmits the thrust. Thus, the usual work of the driver of the tamper 4 is not modified by the device described.



  This device can be used on tamping machines currently in service.



  In a variant, the adjustment of the position of the nut 7 could be obtained no longer by closing the electrical circuits by the contacts 7a and 10a and 10b, but for example by a deformable membrane connecting the parts 7a and 10 and acting on resistance gauges glued to the membrane. One could also use a potentiometer with respect to a reference voltage or variations of an air gap.



  In fig. 2, one sees at 11 one of the rows of rails fixed to sleepers 12 resting on the ballast bed 13. The tamping machine, of the so-called cantilever type, is represented - for the clarity of the description - by a simple plate 14 assumed to be set back from the vertical plane passing through said line of rails in which the entire device which will be described is located.



  The stop 15 of the rail is here formed by the base of a cylinder 16 which can slide along a pin 17 and its rod 18 secured to a support plate 19 welded to the plate 14 mentioned. In the upper chamber 20, constantly in the open air, spared between 17 and 16, is housed a spring 21 which constantly recalls 16 upwards, while the lower chamber 22 can be put under oil pressure by a conduit 23, partially drilled through around 17, 18 and 19.



  A rail feeler 24 is integral with a rod 25 guided at 26 and welded to the body 27 of a distributor - seen in section in the drawing - itself mounted; to slide in a guide 28 - also seen in section - which has a projection 29 limiting the stroke of 27 downwards.

        The control member consists of a small piston 30 which constantly bears, thanks to a return spring 31, against a reference stop 32, integral with a measuring device, not shown.



  A power source - also not shown - maintains under constant pressure a duct 33, diaphragm at 34, which is connected, on the one hand, with 23 and, on the other hand, through a flexible duct 35, with the chamber 36 released in said piston 30 up to its adjustment edge 37. A second adjusting ridge 38, provided in the body 27 of the mentioned distributor, limits the chamber 36 from which the oil can escape under practically zero pressure through a flexible duct 39.



  The operation is then as follows In the equilibrium position shown, the oil arriving through 33 under constant pressure, undergoes a certain pressure drop while passing through 34, so that a lower pressure, called variable pressure, is established. simultaneously in 22, 23, 35 and 36 under the effect of the throttling of the oil produced by the. two edges. 37 and 38 of adjustment very slightly apart from each other.



  Furthermore, the cross member to the right of the x axis, and all those on the right in the drawing, are supposed to be wedged by the tamping so that the rail 11 - admitted horizontal for simplicity - is kept raised and applied against the stop 15 with a certain force which, together with that of the spring 21, tends to raise the cylinder 16.

   These two forces are balanced by the effect of the variable pressure which acts in 22 and opposes this displacement, thanks in particular to the uncovering - supposed to be correct for the moment between the edges 37 and 38.



  If we now assume that, under. the effect of a greater lifting force, the rail rises progressively, it lifts with it not only the stop 15, but also the feeler 24, its rod 25 and the body 27 whose ridge 38 then throttles the passage of oil.

   This has the consequence of increasing the variable pressure, therefore the downward thrust created by the cylinder 16 which, opposing the lifting force, interrupts the rise of the rail when the balance of forces is again reached.



  The adjustment zone therefore extends - with sufficient constant pressure - to the lifting limit of the vehicle itself.



  If, on the contrary, a decreasing lifting force is assumed, it is clear that the effects produced are reversed and that the adjustment zone extends until the contact force is canceled out. From this moment, the spring 21 causes the cylinder 16 to rise, which prevents unnecessary contact on the rail. For the same reason, the feeler 24 ends up leaving its support on the rail as a result of 29 retaining 27.



  We particularly emphasize here the known fact that the judicious sizing of such a booster - thus controlled in position - easily makes it possible to cover its entire adjustment range by means of a variation in rail level which is completely negligible in practice, so that the vertical distance between rail and reference stop can be assumed to be constant throughout the adjustment.



  It can easily be seen that this property is retained if the reference stop 32 is lowered or raised since the displacement of 30 in 27 increases, respectively decreases, the variable pressure which then displaces substantially by the same difference in level.



  This same property is also preserved - in the adjustment zone - when a vertical displacement of the fulcrum 19 occurs, since for example a lowering of 14, therefore of 19, tends to lower the stop 15, the rail 11 and the body 27, and thereby decreases the variable pressure until equi free and virtual cancellation of the displacement.



  In short, we can say that the level of the rail faithfully follows the vertical movements of the reference stop 32, regardless of those of the fulcrum 19 of the booster on the tamping machine, an essential property in particular when oscillations, vibrations, etc. etc., occur on the machine, rail or even the reference stop.



  There is thus available a rail stop which can be made as rigid as one wishes to have in practice, and this by the effect of a control force which can be made as minimal and constant as possible. require it.



  Note that with the device just described, the best use is made of the lifting force due to the jamming.



  In addition, it is unnecessary to raise the stopper each time the tamping machine advances, because, on the one hand, there is always a slight sagging of the rail at the end of the tamping, on the other hand, the lower position of the rail. in front of the machine tends to move it away from the stop;

   when these effects are insufficient - for example owing to the elasticity of the tamper suspension - it suffices to drop the variable pressure to a very low value to avoid abnormal wear of the stop.



       Under such conditions, it is obvious that the working stroke of the stop can be reduced to a minimum - fixed by the possible oscillations which have been mentioned - which leads to a very limited hydraulic power.



  We also note. that an accidental drop in constant or variable pressure always raises the stopper.



  As other added benefits, mention is made of the ability to lower an already stuffed and over-level track somewhat, pushing down on the rail and simply letting the tools vibrate in the ballast to break it up. This option, always present, of being able, for example, to level below high points of the rail, offers a very great advantage either because of dimensions to be respected obligatorily, or because of the economy of ballast.

        Various variants can be deduced from this second example described. We limit ourselves to indicating that the respective locations of the stopper and of the probe can be swapped, or even arranged more or less close to the x axis; that these members can be equipped with support rollers; whereas the number of contact points on the rail can be increased to improve accuracy; that the servo motor can act on a stop distinct from the cylinder 16, for example by means of a lever;

   that the servomotor can be supported on any sloping tank, for example resting on the last ball, etc. The following example illustrates further application possibilities.



  In fig. 3 - which reproduces, with the same designations as in fig. 2, part of the members described - we see a third embodiment in which the rail stop and the previous feeler are united in a single member consisting of a shoe 40 welded to a rod 41 guided at 42 on 14 and traversing freely the movable frame 43 to end in a cylinder 44 - welded to 14 - from which emerges a control piston 45 pressed against the stop 32 of reference.



  Fig. 4 - which reproduces, with the same designations, part of the components already described - shows in partial section the details of the device according to FIG. 3, enlarged and simplified in order to make the operation clearly understood.



  In fig. 4, we see that. 41 is integral with the piston. 46, itself extended by a rod 47 which has a circular groove 48 whose lower edge 49 is thus constantly at the same height above 40. The piston 46 splits 44 into a lower annular chamber 50 directly connected at 33 and in a so-called intermediate annular chamber 51, of greater section than 50 and in communication, on the one hand, with 33 through the diaphragm 52 and, on the other hand, with 48 by a duct 53 formed in 47.



  Said control piston 45 - tubular in its lower part terminated by the ridge 54 - cap 47 and a spring 55 housed in a recess 56 communicating through a duct 57 with an upper chamber 58 which is formed by the extension of the cylinder 44 and is found connected to conduit 39.



  The operation is then as follows, taking into account what has already been explained The constant pressure which reigns in 33 also acts in 50 - of small section - so that a moderate thrust under 46 constantly tends to raise the stop assembly -probe 40, 41, 46, 47, 49. Moreover, oil flows continuously through 52, 51, 53 and 48, spaces in which the so-called variable pressure is established under the combined effect of 52 and of the throttle produced between 49 and 54.

   From there, the oil escapes in 58 and 39 under an assumed zero pressure for simplicity, which removes any hydraulic action on 45 which however remains - because of 55 - constantly applied against 32. For a fixed position of 32, so from 45, let's first assume that 40 is in the extreme low position.

   The thrust under 46 causes the stop-feeler to rise since 49 and 54 are completely separated from each other, the variable pressure is zero and no thrust acts on the upper face of 46. The ridge 49 therefore approaches 54, gradually increases the throttle, therefore the variable pressure, therefore the variable thrust acting downward on 46, and the rise stops when the balance of forces is reached.

   At this stage, the equilibrium of the only thrusts, constant and variable, requires that the corresponding pressures be in inverse proportion to the sections of 50 and 51.



  If, under the effect of the jam, the rail rises and tends to gradually raise 40, therefore 49, the variable pressure increases and practically blocks the rise, as shown in the previous example. Likewise, it is easy to see that if, for example, the reference stop 32 is lowered, the variable pressure is increased, which lowers the rail by practically the same amount.

   Finally, so as not to lengthen unnecessarily, if the support 14 tends, for example, to rise, it is still easy to see that the stop-feeler assembly tends to rise, but that 45 sinks correspondingly into 44, this which essentially keeps the stop-probe at the same level.



  It can be seen without further that the essential property of the equidistance between stop stop 40 and reference stop 32 is still preserved throughout the adjustment, and that the control force on 45 can be as low and constant as longed for.



  In addition to the advantages and application possibilities highlighted in the previous example, we note here the particularly simple, compact and economical construction, as well as the maximum operating stability of the hydraulic device, due to the great rigidity of the components and in particular to the absence of flexible ducts.



  As a variant, one can easily imagine a spring (not shown) - recalling the stop - probe upwards in the event of a shutdown.



  Another important practical advantage, the measurement of the variable pressure - for example by a simple manometer, not shown in the drawing - gives valuable information on the degree of blockage reached under each successive cross member.



  It is also very advantageous to use this variable pressure to limit the lifting force of the rail, for example to avoid excessive stresses in the metal or to prevent the lifting of the tamping machine itself.

       Those skilled in the art will easily imagine a suitable device, for example in the simple form of a piston subjected to said variable pressure, returned by an adjustable spring and triggering the stopping of the closing of the picks, or gradually slowing down this movement when the prescribed pressure is reached, or even causing a second tamping cycle if the prescribed pressure is not reached at the end of the first cycle.



  Depending on the lifting height, the qualities of the tamping machine or the ballast, etc., it may be necessary or useful to use auxiliary lifting means of any known type, which, by their lifting force, constant or not, will relieve as much that requested previously from the ballast alone. It is obvious that said means can be placed under the dependence of the variable pressure, and more generally of the driving agent acting in the servomotor.



  Other variants of execution can be imagined. We limit ourselves to mentioning the application to any direction (of movement of the rail) in the plane transverse to the track, in particular for its dressing;

   the use of more than one servomotor, for example twins, the combination for simultaneous leveling and leveling, devices regulated by periodic pulses, variable speed servomotors, mechanically actuated or controlled devices, by any pressurized fluid (oil, air, etc.), electrically or magnetically, etc.

 

Claims (1)

REVENDICATION Dispositif pour limiter le déplacement et arrêter automatiquement un rail dans une position prescrite, dans un plan perpendiculaire à la voie, lors du calage d'une file de rails de voie ferrée, caractérisé en ce qu'il comporte une butée destinée à agir mécanique- ment sur le rail, un servo-moteur agissant d'ans deux sens opposés et actionnant cette butée, CLAIM Device for limiting the movement and automatically stopping a rail in a prescribed position, in a plane perpendicular to the track, during the setting of a line of railway tracks, characterized in that it comprises a stop intended to act mechanically - ment on the rail, a servomotor acting in two opposite directions and actuating this stop, et des moyens commandant ce servomoteur en fonction de la posi tion d'un organe formant point de référence. SOUS-REVENDICATIONS 1. Dispositif selon la revendication, caractérisé en ce que 1e servo-moteur est monté sur le châssis d'un véhicule utilisé pour le calage, et prend appui sur lui. 2. and means controlling this booster as a function of the position of a member forming a reference point. SUB-CLAIMS 1. Device according to claim, characterized in that the servomotor is mounted on the chassis of a vehicle used for the wedging, and rests on it. 2. Dispositif selon la revendication, caractérisé en ce que la butée est formée par l'un des éléments d'un ensemble cylindre-piston formant lui-même le servo-moteur susdit. 3. Device according to claim, characterized in that the stop is formed by one of the elements of a cylinder-piston assembly itself forming the aforementioned servomotor. 3. Dispositif selon la revendication et la sous- revendication 2, caractérisé en ce qu'il comporte un distributeur commandant le fluide moteur du servo moteur, ce distributeur étant placé sous la dépen dance simultanée de l'organe formant point de référence et d'un palpeur du rail. 4. Device according to claim and sub-claim 2, characterized in that it comprises a distributor controlling the driving fluid of the servomotor, this distributor being placed under the simultaneous dependence of the member forming a reference point and of a probe. of the rail. 4. Dispositif selon la revendication et la sous revendication 2, caractérisé en ce qu'il comporte un distributeur commandant le fluide moteur du servo moteur, ce distributeur étant placé sous la dépen dance simultanée de l'organe formant point de réfé- rence et de la. butée elle-même. 5. Device according to claim and sub-claim 2, characterized in that it comprises a distributor controlling the motor fluid of the servomotor, this distributor being placed under the simultaneous dependence of the member forming the reference point and of the. stopper itself. 5. Dispositif selon la revendication, caractérisé en ce qu'il comporte un organe soumis à l'agent moteur du servomoteur et commandant l'action des moyens ,produisant le déplacement du rail vers sa position prescrite, pour régler la poussée du rail contre la butée. Device according to claim, characterized in that it comprises a member subjected to the driving agent of the booster and controlling the action of the means, producing the movement of the rail towards its prescribed position, in order to adjust the thrust of the rail against the stop.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4334479A (en) * 1973-04-26 1982-06-15 Franz Plasser Bahnbaumaschinen-Industriegesellschaft M.B.H. Method and apparatus for obtaining a controlled degree of ballast compaction in the tamping and leveling of a truck

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US4334479A (en) * 1973-04-26 1982-06-15 Franz Plasser Bahnbaumaschinen-Industriegesellschaft M.B.H. Method and apparatus for obtaining a controlled degree of ballast compaction in the tamping and leveling of a truck

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