La présente invention a pour objet une bourreuse pour voies ferrées équipée de paires d'outils vibrants munis à leurs extrémités inférieures de taquets de bourrage, dans laquelle les taquets de chaque paire d'outils sont disposés en opposition de part et d'autre de chaque traverse bourrée et sont mobiles au moins partiellement par rapport à ladite traverse dans le sens longitudinal de la voie, dans le but d'amener et de tasser le ballast sous celle-ci.
Les machines de ce type sont actuellement les plus largement utilisées dans le monde entier et le travail qu'elles permettent d'exécuter est satisfaisant.
Cependant, après chaque opération de bourrage effectuée avec ces machines, les voies ferrées traitées s'affaissent à nouveau dès leur remise en service et cet affaissement diminue sensiblement l'efficacité de l'opération de rectification de leur position qui est généralement exécutée en même temps.
Cela vient en grande partie du fait que le travail des taquets de bourrage de ces machines se fait par rapprochement de ceux-ci de part et d'autre de chaque traverse bourrée à un niveau inférieur à leur face d'appui, ce qui a pour effet de laisser après bourrage une assise de ballast compacté en forme de moule à parois sensiblement verticales, au lieu de la forme normale pyramidale à parois inclinées que prend cette assise sous l'effet de compression dû au passage des trains.
On propose actuellement de remédier à cet inconvénient en complétant l'opération de bourrage par une opération de damage du ballast des cases, entre les traverses, de façon à augmenter la résistance de cette zone de ballast qui n'a pas été compactée par les taquets de bourrage.
Il va sans dire que cette opération complémentaire augmente sensiblement les coûts des interventions, car elle nécessite soit l'emploi d'une machine supplémentaire, soit l'adjonction de dispositifs de damage séparés ou combinés avec ceux de bourrage.
L'invention a pour but de remédier à l'inconvénient précité en proposant une bourreuse équipée d'un dispositif de bourrage qui permette de donner une forme pyramidale naturelle à parois inclinées au moule de ballast compacté constituant l'assise de chaque traverse bourrée.
A cet effet. la bourreuse pour voies ferrées équipée de paires d'outils vibrants selon l'invention se caractérise par le fait que les deux outils de chaque paire sont mobiles autour de l'extrémité inférieure de leurs taquets autour de laquelle ils pivotent dans un mouvement de bascule l'un vers l'autre, ce basculement étant obtenu par un mécanisme de transformation de mouvements, conjuguant le pivotement de chaque outil autour d'une articulation située au-dessus des taquets avec un déplacement de ladite articulation dans le sens longitudinal de la voie.
De cette manière, les taquets de bourrage ne travaillent plus en profondeur par déplacement sensiblement horizontal sous le niveau de la face d'appui des traverses comme sur les machines connues, mais au contraire le travail de ceux-ci par pivotement autour de leur extrémité inférieure a pour effet de comprimer le ballast des cases dans la direction de la face d'appui des traverses par déplacement oblique dont les lignes d'action se coupent sous les traverses, et en fin de travail la position des taquets constitue en quelque sorte l'enveloppe des deux côtés du moule de ballast compacté constituant l'assise pyramidale des traverses.
Le dessin qui termine cet exposé montre un exemple de réalisation préférée du dispositif de bourrage de la bourreuse selon l'invention.
Les fig. I et 2 représentent en élévation et en vue de gauche un dispositif de bourrage conçu pour bourrer une traverse à chaque pas de la machine.
La fig. 3 représente en élévation un dispositif de bourrage conçu pour bourrer deux traverses qui se suivent à chaque pas de la machine.
Le châssis de la machine n'a pas été représenté pour ne pas surcharger inutilement ce dessin, car il peut être de tout type connu comportant un logement pour un dispositif de bourrage, celui-ci pouvant être indifféremment situé à l'avant, au milieu ou à l'arrière de la machine.
Le dispositif selon les fig. 1 et 2 est monté coulissant verticalement le long de deux colonnes cylindriques I et 2 fixées au châssis de la machine directement par leurs extrémités supérieures et par l'intermédiaire de pattes latérales 3 à leurs extrémités inférieures.
Le bâti de ce dispositif se compose de deux parties: - un coulisseau supérieur 4 dont les déplacements le long des colonnes 1 et 2 sont commandés par un vérin hydraulique 5 dont on n'a représenté que la tige, et un châssis porte-outils 6 coulissant lui-même en hauteur par rapport au coulisseau 4 dans lequel il pénètre par un axe guidé 7 formant tige d'un piston 8, lequel piston se déplace dans un cylindre 9 faisant corps avec le coulisseau 4, I'ensemble tige, piston et cylindre formant vérin hydraulique à deux effets.
Sur le coulisseau 4 est monté de manière connue un arbre à excentriques dont on voit les volants 10 et 11, lequel arbre est entraîné en rotation par un moteur hydraulique 12 par l'intermédiaire d'une transmission à courroie crantée 13.
Sur le châssis porte-outils 6 sont montées, rigidement et de chaque côté d'un rail 14 de la voie, des glissières cylindriques 15 et 16 sur lesquelles glissent des coulisseaux porte-outils 17, 18.
De part et d'autre de chacun de ces coulisseaux porte-outils sont montés des outils coudés 19, 20 pivotant chacun autour d'un axe horizontal 21, 22 solidaires de ces petits coulisseaux.
Chacun de ces outils coudés comporte à son extrémité inférieure un taquet de bourrage 23, 24 et à l'extrémité supérieure de leur partie coudée un axe d'articulation horizontal 25, 26.
Ces outils coudés 19 et 20 sont reliés au coulisseau supérieur 4 par le moyen, d'une part, de deux bielles 27 et 28 articulées toutes les deux par une extrémité sur un même axe 29 solidaire du.
coulisseau supérieur 4 et chacune d'elles par l'autre extrémité sur l'axe horizontal 21, 22 d'un coulisseau porte-outils et, d'autre part, par le moyen de deux autres bielles ajourées 30 et 31 articulées toutes les deux par une extrémité à l'arbre à excentriques et chacune par l'autre extrémité sur l'axe d'articulation 25, 26 de la partie coudée d'un outil.
Le fonctionnement de ce dispositif de bourrage est le suivant:
A l'arrivée au-dessus d'une traverse à bourrer 32, l'ensemble du bâti est retenu en position haute (I) par le vérin 5, le châssis porte-outils 6 étant remonté contre le coulisseau 4 par le maintien du fluide sous pression dans la chambre inférieure du cylindre 9.
Le système articulé bielles-outils-coulisseaux est alors en position représentée en traits pointillés fins. L'arbre à excentriques en mouvement imprime, par l'intermédiaire des bielles ajourées 30 et 31, un mouvement vibratoire d'amplitude et de fréquence prédéterminée aux taquets d'outils 23 et 24 de manière connue.
Le dispositif de bourrage, dans cette configuration représentée en pointillés fins, est soit lâché, soit poussé par le vérin 5 de sorte que les outils plongent dans le ballast des cases entourant la traverse 32, en position ouverte.
A ce moment, le fluide sous pression est introduit dans la chambre supérieure du cylindre 9 du coulisseau supérieur 4 et la pression libérée dans le vérin 5, de manière à provoquer la remontée du coulisseau 4 par rapport au châssis porte-outils 6. Pendant cette remontée les deux coulisseaux porte-outils 17 et 18, entraînés par les bielles 27 et 28, se rapprochent l'un de l'autre, provoquant ainsi le pivotement des outils 19 et 20, cependant que les extrémités inférieures des taquets 23 et 24 sont maintenues sensiblement au même écartement par le jeu des bielles ajourées 30 et 31 qui, tout en leur imprimant le mouvement vibratoire, sont entraînées en même temps que les deux bielles 27 et 28 par la remontée du coulisseau supérieur 4 auquel ces quatre bielles sont reliées.
En fin de cette remontée qui correspond ici au dessin en traits forts, les taquets 23 et 24 ont pivoté tout en vibrant d'un angle z de part et d'autre de la traverse 32, provoquant ainsi son bourrage par poussée dirigée du ballast vibré des cases sous ladite traverse.
Pendant le bourrage, la pression verticale des outils dans le ballast peut être soit limitée au simple poids de l'ensemble du dispositif, soit réglée par interposition d'un étrangleur réglable dans le circuit de sortie du fluide alimentant le vérin 5, de manière à produire une contre-pression de freinage s'opposant à la remontée du coulisseau 4.
Le bourrage terminé, l'ensemble du dispositif est remonté par le vérin 5 cependant que simultanément les outils sont remis en position ouverte par introduction de fluide sous pression dans la chambre inférieure du cylindre 9, par le processus inverse de celui décrit ci-avant.
La cinématique particulière des outils est obtenue par détermination géométrique de la longueur des côtés d'un quadrilatère déformable formé de chaque côté de l'axe vertical du dispositif (fig. 1) par les deux bielles joignant un outil et l'entraxe arbre d'excentriques - axe 29, en fonction de l'angle x de pivotement désiré des outils, et en partant des positions extrêmes de ceux-ci, comme représenté sur la fig. 1 en pointillés fins et en traits forts.
Il découle de cette règle de détermination qu'une grande marge de liberté est laissée dans le choix des positions extrêmes des taquets de bourrage, de leur écartement et de leur profondeur de pénétration dans le ballast.
Tout ce qui vient d'être dit sur le fonctionnement et la cinématique du dispositif de bourrage selon les fig. I et 2 peut être appliqué au dispositif de bourrage selon la fig. 3, tout en tenant compte des différences constructives qui seront seules décrites pour éviter toute répétition inutile.
Ces différences constructives portent essentiellement sur le dédoublement du nombre d'outils rendu nécessaire par le bourrage de deux traverses 33 et 34 au lieu d'une, et rendu possible par le montage particulier des deux outils du centre pénétrant dans la même case séparant ces deux traverses.
Ces deux outils 35 et 36 sont montés inversés et leurs bras s'interpénètrent sans se rencontrer par un double coudage et un pliage, comme il est bien visible sur cette fig. 3. D'autre part la commande des outils et du mouvement relatif du coulisseau double supérieur 37 par rapport au double châssis porte-outils 38 n'est plus ici obtenu par vérin mais, comme il sera expliqué plus loin, par un système vis-écrous à pas inversés entraînant les coulisseaux porte-outils 39, 40, 41 et 42 dans leur translation le long d'une glissière 43 et de la vis elle-même 44. Cette vis 44 est en plusieurs parties pour en faciliter l'exécution et le montage, mais ses diverses parties sont entraînées à la même vitesse angulaire et sans décalage par deux moteurs hydrauliques 45 et 46 qui agissent par l'intermédiaire d'une transmission à renvoi d'angle à vis tangente par exemple.
Le sens et la valeur des pas de la vis 44 sont établis de telle sorte que, lorsque les coulisseaux porte-outils extrêmes 39 et 42 parcourent leurs courses de rapprochement du centre du dispositif, les coulisseaux intermédiaires 40 et 41 parcourent également leurs courses de rapprochement du centre du dispositif.
Dans ce mouvement de rapprochement, ce sont les deux bielles 47 et 48 qui provoquent la remontée du double coulisseau supérieur 37, par poussée sur les axes d'articulation 49 et 50 qui les lient audit coulisseau.
De même que les outils du centre 35 et 36 ont été inversés pour permettre leur libre jeu, les bielles ajourées 51 et 52, qui leur communiquent les vibrations et les astreignent à pivoter à un écartement sensiblement fixe autour de l'extrémité de leurs taquets, doivent être également inversées, comme dessiné sur cette fig. 3, pour rétablir la cinématique normale du système articulé.
Un seul des deux arbres à excentriques peut être entraîné par un moteur (non représenté) et le mouvement de rotation est alors transmis à l'autre arbre par une courroie crantée 53 par exemple.
Grâce à l'utilisation de la vis 44 comme moyen moteur du système articulé, le dédoublement des bielles 47 et 48 n'est pas nécessaire car les outils du centre parcourent leurs courses par
I'action de la vis 44, et les deux bielles 47 et 48 suffisent pour provoquer le mouvement relatif du coulisseau supérieur 37 par rapport au châssis porte-outils 38.
Pour un bon fonctionnement des outils 35 et 36 du centre, il est souhaitable de régler la position angulaire des excentriques de manière que ces outils vibrent en synchronisme de phase, pour pouvoir rapprocher le plus possible leurs taquets sans que ceux-ci risquent de se rencontrer, et faciliter ainsi leur pénétration dans le ballast.
Ces deux exemples donnés de construction d'un dispositif de bourrage selon l'invention ne sont évidemment pas limitatifs, et des variantes pourront être apportées par l'homme du métier sans sortir du cadre strict de l'invention qui se rapporte essentiellement au bourrage par pivotement des taquets vibrants autour de leurs extrémités inférieures.
Ainsi la géométrie du système bielles-manivelles peut être établie pour obtenir, en même temps que le pivotement des taquets, une translation verticale de ceux-ci, comme montré pour les outils du centre du dispositif selon la fig. 3. Ou bien encore le système à vis-écrous pourra être appliqué au dispositif selon les fig. 1 et 2, et inversement la commande par vérin appliquée au dispositif selon la fig. 3. Ou bien encore ces deux systèmes de commande pourront être combinés sur un même dispositif, le travail du vérin complétant celui de la vis.
Enfin le principe de conjugaison des mouvements décrit par quadrilatère articulé déformable, tout en étant conseillé comme préférentiel, pourra être remplacé par tout autre système permettant d'obtenir le même effet de pivotement des taquets, comme par exemple un système de conjugaison par engrenages et crémaillères liant le pivotement des outils avec le déplacement des petits coulisseaux porte-outils.
The present invention relates to a tamping machine for railways equipped with pairs of vibrating tools provided at their lower ends with tamping cleats, in which the cleats of each pair of tools are arranged in opposition on either side of each stuffed cross member and are movable at least partially relative to said cross member in the longitudinal direction of the track, in order to bring and pack the ballast under the latter.
Machines of this type are currently the most widely used around the world and the work they can do is satisfactory.
However, after each tamping operation carried out with these machines, the treated tracks sag again as soon as they are put back into service and this sagging appreciably reduces the efficiency of the operation of rectifying their position which is generally carried out at the same time. .
This comes in large part from the fact that the work of the tamping cleats of these machines is done by bringing them together on either side of each cross member stuffed at a level below their bearing face, which has the effect of the effect of leaving, after tamping, a compacted ballast base in the form of a mold with substantially vertical walls, instead of the normal pyramidal shape with inclined walls that this base takes under the effect of compression due to the passage of trains.
It is currently proposed to remedy this drawback by completing the tamping operation by an operation of tamping the ballast of the boxes, between the sleepers, so as to increase the resistance of this ballast zone which has not been compacted by the cleats. jam.
It goes without saying that this additional operation significantly increases the costs of the interventions, because it requires either the use of an additional machine, or the addition of separate tamping devices or combined with those for tamping.
The object of the invention is to remedy the aforementioned drawback by providing a tamping machine equipped with a tamping device which makes it possible to give a natural pyramidal shape with inclined walls to the compacted ballast mold constituting the base of each stuffed cross member.
For this purpose. the tamper for railways equipped with pairs of vibrating tools according to the invention is characterized in that the two tools of each pair are movable around the lower end of their cleats around which they pivot in a rocking movement. 'towards one another, this tilting being obtained by a movement transformation mechanism, combining the pivoting of each tool around an articulation located above the cleats with a displacement of said articulation in the longitudinal direction of the track.
In this way, the tamping cleats no longer work in depth by substantially horizontal displacement under the level of the bearing face of the sleepers as on known machines, but, on the contrary, the work thereof by pivoting around their lower end. has the effect of compressing the ballast of the boxes in the direction of the bearing face of the sleepers by oblique displacement whose lines of action intersect under the sleepers, and at the end of work the position of the cleats constitutes in a way the envelope on both sides of the compacted ballast mold constituting the pyramidal bed of the sleepers.
The drawing which concludes this description shows a preferred embodiment of the tamping device of the tamper according to the invention.
Figs. I and 2 show in elevation and in left view a tamping device designed to jam a cross member at each step of the machine.
Fig. 3 shows in elevation a tamping device designed to jam two sleepers which follow each other at each step of the machine.
The frame of the machine has not been shown so as not to overload this drawing unnecessarily, because it can be of any known type comprising a housing for a jamming device, this one being able to be indifferently located at the front, in the middle. or on the back of the machine.
The device according to fig. 1 and 2 is mounted to slide vertically along two cylindrical columns I and 2 fixed to the frame of the machine directly by their upper ends and by means of side legs 3 at their lower ends.
The frame of this device consists of two parts: - an upper slide 4 whose movements along the columns 1 and 2 are controlled by a hydraulic cylinder 5 of which only the rod is shown, and a tool-holder frame 6 itself sliding in height with respect to the slide 4 into which it enters by a guided axis 7 forming a rod of a piston 8, which piston moves in a cylinder 9 forming part of the slide 4, the rod, piston and assembly cylinder forming hydraulic cylinder with two effects.
On the slide 4 is mounted in a known manner an eccentric shaft whose flywheels 10 and 11 can be seen, which shaft is driven in rotation by a hydraulic motor 12 by means of a toothed belt transmission 13.
On the tool-holder frame 6 are mounted, rigidly and on each side of a rail 14 of the track, cylindrical slides 15 and 16 on which slide tool-holder slides 17, 18.
On either side of each of these tool-holder slides are mounted angled tools 19, 20 each pivoting about a horizontal axis 21, 22 integral with these small slides.
Each of these angled tools has at its lower end a jam cleat 23, 24 and at the upper end of their angled part a horizontal hinge pin 25, 26.
These bent tools 19 and 20 are connected to the upper slide 4 by means, on the one hand, of two connecting rods 27 and 28 both articulated by one end on the same axis 29 integral with the.
upper slide 4 and each of them by the other end on the horizontal axis 21, 22 of a tool-holder slide and, on the other hand, by means of two other perforated connecting rods 30 and 31 both articulated by one end to the eccentric shaft and each by the other end to the articulation axis 25, 26 of the bent part of a tool.
The operation of this stuffing device is as follows:
On arrival above a cross member to be stuffed 32, the entire frame is held in the high position (I) by the jack 5, the tool-holder frame 6 being raised against the slide 4 by maintaining the fluid pressurized in the lower chamber of the cylinder 9.
The articulated connecting rods-tools-slides system is then in the position shown in thin dotted lines. The moving eccentric shaft prints, by means of the perforated connecting rods 30 and 31, a vibratory movement of predetermined amplitude and frequency to the tool cleats 23 and 24 in a known manner.
The tamping device, in this configuration shown in fine dotted lines, is either released or pushed by the cylinder 5 so that the tools plunge into the ballast of the boxes surrounding the cross member 32, in the open position.
At this time, the pressurized fluid is introduced into the upper chamber of the cylinder 9 of the upper slide 4 and the pressure released in the cylinder 5, so as to cause the slide 4 to rise relative to the tool-holder frame 6. During this up the two tool-holder slides 17 and 18, driven by the connecting rods 27 and 28, approach each other, thus causing the pivoting of the tools 19 and 20, while the lower ends of the cleats 23 and 24 are maintained substantially at the same spacing by the clearance of the perforated connecting rods 30 and 31 which, while imparting vibratory movement to them, are driven at the same time as the two connecting rods 27 and 28 by the rise of the upper slide 4 to which these four connecting rods are connected.
At the end of this rise which corresponds here to the drawing in strong lines, the cleats 23 and 24 have pivoted while vibrating at an angle z on either side of the cross member 32, thus causing it to jam by directed thrust of the vibrated ballast. boxes under said cross.
During tamping, the vertical pressure of the tools in the ballast can either be limited to the simple weight of the entire device, or adjusted by interposing an adjustable restrictor in the outlet circuit of the fluid supplying the jack 5, so as to produce a braking back pressure opposing the rise of the slide 4.
When the stuffing is finished, the whole of the device is reassembled by the jack 5 while simultaneously the tools are returned to the open position by introducing pressurized fluid into the lower chamber of the cylinder 9, by the reverse process of that described above.
The particular kinematics of the tools is obtained by geometric determination of the length of the sides of a deformable quadrilateral formed on each side of the vertical axis of the device (fig. 1) by the two connecting rods joining a tool and the center distance of the shaft. eccentrics - axis 29, as a function of the desired angle x of pivoting of the tools, and starting from the extreme positions thereof, as shown in FIG. 1 in fine dotted lines and strong lines.
It follows from this rule of determination that a large margin of freedom is left in the choice of the extreme positions of the tamping cleats, their spacing and their depth of penetration into the ballast.
All that has just been said on the operation and the kinematics of the tamping device according to FIGS. I and 2 can be applied to the stuffing device according to fig. 3, while taking into account the constructive differences which alone will be described in order to avoid any unnecessary repetition.
These constructive differences mainly relate to the doubling of the number of tools made necessary by the jamming of two cross members 33 and 34 instead of one, and made possible by the particular assembly of the two central tools entering the same box separating these two. sleepers.
These two tools 35 and 36 are mounted inverted and their arms interpenetrate without meeting each other by a double bending and a folding, as is clearly visible in this FIG. 3. On the other hand, the control of the tools and of the relative movement of the upper double slide 37 with respect to the double tool-holder frame 38 is no longer obtained here by a jack but, as will be explained below, by a screw system. reverse pitch nuts driving the tool-holder slides 39, 40, 41 and 42 in their translation along a slide 43 and the screw itself 44. This screw 44 is in several parts to facilitate execution and assembly, but its various parts are driven at the same angular speed and without offset by two hydraulic motors 45 and 46 which act by means of an angular transmission with a tangent screw, for example.
The direction and the value of the pitches of the screw 44 are established so that, when the end tool-holder slides 39 and 42 travel their paths towards the center of the device, the intermediate slides 40 and 41 also travel their closing paths. from the center of the device.
In this approximation movement, it is the two connecting rods 47 and 48 which cause the raising of the upper double slide 37, by pushing on the articulation pins 49 and 50 which link them to said slide.
Just as the center tools 35 and 36 have been reversed to allow their free play, the perforated connecting rods 51 and 52, which communicate the vibrations to them and force them to pivot at a substantially fixed spacing around the end of their cleats, must also be reversed, as drawn in this fig. 3, to restore the normal kinematics of the articulated system.
Only one of the two eccentric shafts can be driven by a motor (not shown) and the rotational movement is then transmitted to the other shaft by a toothed belt 53 for example.
Thanks to the use of the screw 44 as the driving means of the articulated system, the doubling of the connecting rods 47 and 48 is not necessary because the tools in the center run through their travels by
The action of the screw 44, and the two connecting rods 47 and 48 are sufficient to cause the relative movement of the upper slide 37 with respect to the tool-holder frame 38.
For proper operation of the tools 35 and 36 from the center, it is desirable to adjust the angular position of the eccentrics so that these tools vibrate in phase synchronism, in order to be able to bring their cleats as close as possible without them running the risk of meeting each other. , and thus facilitate their penetration into the ballast.
These two examples given of construction of a stuffing device according to the invention are obviously not limiting, and variants can be made by those skilled in the art without departing from the strict scope of the invention which relates essentially to stuffing by pivoting of the vibrating cleats around their lower ends.
Thus the geometry of the connecting rods-cranks system can be established so as to obtain, at the same time as the pivoting of the cleats, a vertical translation thereof, as shown for the tools of the center of the device according to FIG. 3. Or else the screw-nut system can be applied to the device according to fig. 1 and 2, and conversely the actuator control applied to the device according to FIG. 3. Or even these two control systems could be combined on the same device, the work of the jack supplementing that of the screw.
Finally, the principle of conjugation of movements described by a deformable articulated quadrilateral, while being recommended as preferential, could be replaced by any other system making it possible to obtain the same effect of pivoting of the cleats, such as for example a system of conjugation by gears and racks. linking the pivoting of the tools with the movement of the small tool-holder slides.