CH501776A - Procédé de compactage du ballast des voies de chemin de fer et dispositif pour sa mise en oeuvre - Google Patents

Description

  
 



  Procédé de compactage du ballast des voies de chemin de fer
 et dispositif pour sa mise en oeuvre
 La présente invention concerne un procédé de compactage par vibrations du ballast des voies de chemin de fer, ainsi qu'un dispositif pour sa mise en oeuvre.



   On connaît déjà des procédés de compactage du ballast par vibrations, dans lesquels on utilise des outils vibrants pour transmettre leurs propres vibrations au ballast, dans le but de faire glisser les uns sur les autres les éléments qui le constituent, de manière à leur faire occuper un moindre volume et obtenir ainsi le compactage du ballast.



   L'expérience montre cependant qu'avec de tels procédés, si   l'on    obtient effectivement un compactage il n'est que de faible profondeur et au prix d'une dépense d'énergie considérable, hors de proportion avec le résultat obtenu.



   Le procédé selon l'invention a pour but d'améliorer l'efficacité du compactage du ballast par vibrations, tout en réduisant la dépense d'énergie.   I1    est caractérisé en ce qu'à l'aide de la masse vibrante des outils de travail on entretient à une de ses fréquences de résonance la vibration du système oscillant formé par les éléments constitutifs de la voie (ballast, infrastructure, superstructure) et par ladite masse vibrante.



   Par ce procédé, on introduit dans le ballast une vibration élastique de grande amplitude et de fréquence élevée qui provoque de grandes accélérations détruisant les forces de liaison de ses éléments, cette action s'étendant en profondeur. D'autre part on sait qu'un tel système oscillant possède un domaine de fréquences de résonance pour lesquelles l'entretien d'une vibration de grande amplitude ne nécessite qu'une force d'excitation réduite.

  Mais la fréquence de résonance dudit système oscillant étant variable du fait des variations des caractéristiques mécaniques de la voie, dans une forme préférée du procédé selon l'invention, on règle continuellement et automatiquement la fréquence d'excitation de la masse vibrante des outils de travail en fonction d'au moins un paramètre caractérisant le mouvement de vibration et les forces oscillantes, de façon à accorder la fréquence de cette excitation à une fréquence de résonance du système oscillant. De cette façon, on n'a plus de désaccord possible entre la fréquence d'excitation de ladite masse vibrante et la fréquence de résonance dudit système oscillant.



   L'invention comporte également un dispositif pour la mise en oeuvre du procédé, caractérisé en ce qu'il comporte au moins un outil de compactage animé d'un mouvement vibratoire sensiblement vertical de fréquence réglable, appliqué sur le ballast au moyen d'un vérin, par l'intermédiaire d'un élément élastique.



   Dans une forme préférée de ce dispositif, on règle automatiquement la fréquence de la force d'excitation dudit système oscillant au moyen d'une chaîne de régulation asservie à un appareil de mesure d'au moins un des paramètres caractéristiques du phénomène de résonance, tel que par exemple un accéléromètre placé soit dans le ballast, soit sur l'outil de compactage. La force d'excitation est transmise aux outils de compactage du ballast par un dispositif connu tel que vibrateur mécanique rotatif, électro-aimant, ou vérin hydraulique commandé par électro-valve.



   Une telle forme d'exécution est schématiquement illustrée, à titre d'exemple, par les fig. 1 et 2. La fig. 1 est une coupe dans le sens de la voie et la fig. 2 une coupe transversale. En 1, 2 et 3 on reconnaît respectivement la voie, les traverses et le ballast. Les organes faisant l'objet de la présente invention sont montés sur la machine 4. En 5, est représenté un détecteur d'accélération de système connu, mesurant par exemple l'accélération du mouvement vibratoire, détecteur qui repose sur l'outil de bourrage 12. En variante, on a représenté, en pointillé, un détecteur en forme de sonde Sa munie par exemple d'un cristal piézo-électrique, qui, au moyen d'un dispositif à glissière et à vérin hydraulique, non  représentés sur le dessin, est enfoncée dans le ballast.

  Le signal d'acélération émis par la sonde est utilisé comme grandeur d'entrée d'un régulateur électronique 6 de type connu dont la fonction est de provoquer un déphasage de 900 entre l'accélération des outils et la force qui leur est appliquée. La grandeur de sortie du régulateur sert de signal de commande de l'électro-valve 8-9 qui, à son tour, commande les vérins 10 de mise en oscillation verticale des outils 12. Ces vérins agissent sur la charpente porte-outils 11 en s'appuyant sur une masse 10a guidée en 10b. Un vérin 13 exerce une force statique par l'intermédiaire d'un ressort 14 sur la charpente porteoutils 11 de façon que les outils de travail 12 exercent toujours une pression résultante dirigée vers le bas sur le ballast. En 7 est représentée la source d'énergie hydraulique.



   Le fonctionnement du dispositif est le suivant: par une première impulsion on met le système oscillant à sa fréquence propre de vibration. Dès cet instant, la chaîne de régulation maintient cette oscillation à la fréquence de résonance, même si cette fréquence varie au cours du travail, de la façon suivante: le régulateur 6 établit un déphasage de 900 entre l'accélération oscillante de la masse des outils de travail et la force oscillante d'excitation appliquée à cette même masse. L'analyse oscillatoire démontre qu'une différence de phase de 900 entre l'accélération de la masse et la force d'excitation amène le système oscillant à une fréquence de résonance.



   REVENDICATION I
 Procédé de compactage du ballast des voies de chemin de fer à l'aide d'une masse vibrante, caractérisé en ce qu'on entretient la vibration du système oscillant formé par les éléments constitutifs de la voie et par ladite masse vibrante, à une de ses fréquences de résonance.



   SOUS-REVENDICATIONS
 1. Procédé de compactage du ballast selon la revendication I, caractérisé en ce qu'on règle continuellement et automatiquement la fréquence d'excitation de la masse vibrante des outils de travail en fonction d'au moins un paramètre caractérisant le mouvement de vibration et les forces oscillantes, de façon à accorder la fréquence de cette vibration à une fréquence de résonance du système oscillant.



   2. Procédé de compactage du ballast selon la revendication I et la sous-revendication 1, caractérisé en ce que le paramètre mesuré est l'accélération du mouvement vibratoire.



   REVENDICATION Il
 Dispositif pour la mise en   oeuvre    du procédé selon la revendication I, caractérisé en ce qu'il comporte au moins un outil de travail animé d'un mouvement vibratoire de fréquence réglable, appliqué sur le ballast au moyen d'un vérin, par l'intermédiaire d'un élément élastique.



   SOUS-REVENDICATIONS
 3. Dispositif selon la revendication II, pour la mise en   ceuvre    du procédé selon la sous-revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte une chaîne de régulation asservie à un appareil de mesure d'au moins un paramètre caractérisant le phénomène de résonance, chaîne de régulation commandant la fréquence de vibration de l'outil de travail.



   4. Dispositif selon la revendication   II    et la sousrevendication 3, caractérisé en ce qu'il comporte un accéléromètre.



   5. Dispositif selon la revendication   II,    caractérisé en ce qu'il comporte au moins un vérin hydraulique transmettant l'énergie nécessaire à l'entretien de la vibration des outils de travail, vérin hydraulique commandé par une électro-valve elle-même alimentée par une source d'énergie indépendante et commandée par la chaîne de régulation.

 

   6. Dispositif selon la revendication   II,    caractérisé en ce qu'il comporte au moins un électro-aimant transmettant l'énergie nécessaire à l'entretien de la vibration des outils de travail, électro-aimant alimenté par un générateur de fréquence variable réglé par la chaîne de régulation.



   7. Dispositif selon la revendication II, caractérisé en ce qu'il comporte au moins un vibrateur rotatif transmettant l'énergie nécessaire à l'entretien de la vibration des outils de travail, vibrateur rotatif entraîné par une source d'énergie indépendante et réglé par la chaîne de régulation.

**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.



   

Claims (1)

1. **ATTENTION** debut du champ CLMS peut contenir fin de DESC **. représentés sur le dessin, est enfoncée dans le ballast. Le signal d'acélération émis par la sonde est utilisé comme grandeur d'entrée d'un régulateur électronique 6 de type connu dont la fonction est de provoquer un déphasage de 900 entre l'accélération des outils et la force qui leur est appliquée. La grandeur de sortie du régulateur sert de signal de commande de l'électro-valve 8-9 qui, à son tour, commande les vérins 10 de mise en oscillation verticale des outils 12. Ces vérins agissent sur la charpente porte-outils 11 en s'appuyant sur une masse 10a guidée en 10b. Un vérin 13 exerce une force statique par l'intermédiaire d'un ressort 14 sur la charpente porteoutils 11 de façon que les outils de travail 12 exercent toujours une pression résultante dirigée vers le bas sur le ballast.

   En 7 est représentée la source d'énergie hydraulique.

   Le fonctionnement du dispositif est le suivant: par une première impulsion on met le système oscillant à sa fréquence propre de vibration. Dès cet instant, la chaîne de régulation maintient cette oscillation à la fréquence de résonance, même si cette fréquence varie au cours du travail, de la façon suivante: le régulateur 6 établit un déphasage de 900 entre l'accélération oscillante de la masse des outils de travail et la force oscillante d'excitation appliquée à cette même masse. L'analyse oscillatoire démontre qu'une différence de phase de 900 entre l'accélération de la masse et la force d'excitation amène le système oscillant à une fréquence de résonance.

   REVENDICATION I Procédé de compactage du ballast des voies de chemin de fer à l'aide d'une masse vibrante, caractérisé en ce qu'on entretient la vibration du système oscillant formé par les éléments constitutifs de la voie et par ladite masse vibrante, à une de ses fréquences de résonance.

   SOUS-REVENDICATIONS 1. Procédé de compactage du ballast selon la revendication I, caractérisé en ce qu'on règle continuellement et automatiquement la fréquence d'excitation de la masse vibrante des outils de travail en fonction d'au moins un paramètre caractérisant le mouvement de vibration et les forces oscillantes, de façon à accorder la fréquence de cette vibration à une fréquence de résonance du système oscillant.

   2. Procédé de compactage du ballast selon la revendication I et la sous-revendication 1, caractérisé en ce que le paramètre mesuré est l'accélération du mouvement vibratoire.

   REVENDICATION Il Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendication I, caractérisé en ce qu'il comporte au moins un outil de travail animé d'un mouvement vibratoire de fréquence réglable, appliqué sur le ballast au moyen d'un vérin, par l'intermédiaire d'un élément élastique.

   SOUS-REVENDICATIONS 3. Dispositif selon la revendication II, pour la mise en ceuvre du procédé selon la sous-revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte une chaîne de régulation asservie à un appareil de mesure d'au moins un paramètre caractérisant le phénomène de résonance, chaîne de régulation commandant la fréquence de vibration de l'outil de travail.

   4. Dispositif selon la revendication II et la sousrevendication 3, caractérisé en ce qu'il comporte un accéléromètre.

   5. Dispositif selon la revendication II, caractérisé en ce qu'il comporte au moins un vérin hydraulique transmettant l'énergie nécessaire à l'entretien de la vibration des outils de travail, vérin hydraulique commandé par une électro-valve elle-même alimentée par une source d'énergie indépendante et commandée par la chaîne de régulation.

   6. Dispositif selon la revendication II, caractérisé en ce qu'il comporte au moins un électro-aimant transmettant l'énergie nécessaire à l'entretien de la vibration des outils de travail, électro-aimant alimenté par un générateur de fréquence variable réglé par la chaîne de régulation.

   7. Dispositif selon la revendication II, caractérisé en ce qu'il comporte au moins un vibrateur rotatif transmettant l'énergie nécessaire à l'entretien de la vibration des outils de travail, vibrateur rotatif entraîné par une source d'énergie indépendante et réglé par la chaîne de régulation.