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REVENDICATIONS
1. Bourreuse de voies ferrées comprenant au moins une unité de bourrage (UB) mobile verticalement équipée d'outils de bourrage (9), et un dispositif de contrôle de l'amplitude d'au moins un mouvement opératoire desdits outils de bourrage, et sur laquelle ledit dispositif de contrôle comprend au moins un détecteur de l'arrivée de l'unité de bourrage dans une position en hauteur choisie et réglable émettant un signal de commande à ladite arrivée et un commutateur de mise en marche, d'arrêt et/ou d'inversion du mouvement opératoire des outils de bourrage sensible à ce signal de commande, caractérisée en ce que le dispositif de contrôle comporte un capteur de déplacement (PVUB) émettant en permanence un signal électrique représentatif de la distance séparant l'unité de bourrage (UB) du plan de roulement de la bourreuse,
au moins un comparateur électronique (Cl) relié au capteur du déplacement et ajusté à un niveau d'émission du signal de commande représentatif de la distance entre la position en hauteur choisie de l'unité de bourrage et le plan de roulement de la bourreuse et au moins un appareil d'ajustage (Al) de ce niveau.
2. Bourreuse selon la revendication 1, caractérisée en ce que le capteur de déplacement (PVUB) du dispositif de contrôle est du type analogique.
3. Bourreuse selon la revendication 1, caractérisée en ce que le capteur de déplacement (PVUB) du dispositif de contrôle est du type digital.
4. Bourreuse selon la revendication 1, caractérisée en ce que le dispositif de contrôle comporte une pluralité de comparateurs électroniques (Cl, C2) équipés chacun d'un appareil d'ajustage (Ai, A2) et tous reliés au capteur de déplacement (PVUB).
5. Bourreuse selon les revendications 1 et 4, caractérisée en ce que les appareils d'ajustage (Ai, A2) du dispositif de contrôle sont reliés entre eux par une liaison (19) ayant pour effet de rendre leurs actions interdépendantes.
6. Bourreuse selon les revendications 1 et 2, caractérisée en ce que le capteur de déplacement (PVUB) du dispositif de contrôle est constitué par un potentiomètre, en ce que la sortie dudit potentiomètre est reliée à une entrée du comparateur électronique (Cl), et en ce que l'appareil d'ajustage (Al) est constitué par un potentiomètre de réglage dont la sortie est reliée à l'autre entrée du comparateur électronique (Cl).
7. Bourreuse selon les revendications 1 et 3, caractérisée en ce que le capteur de déplacement (PVUB) du dispositif de contrôle est un codeur et en ce que ce codeur est relié au comparateur électronique par l'intermédiaire d'un convertisseur digital-analogique.
8. Bourreuse selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'au moins un comparateur électronique (CpR) du dispositif de contrôle est relié à son appareil d'ajustage (A3) par l'intermédiaire d'un circuit de correction comprenant un premier comparateur (22) dont la sortie est reliée à une entrée du comparateur électronique (CPR) et dont une entrée est reliée à l'appareil d'ajustage (A3), un second comparateur (23) dont une entrée est reliée à la sortie du premier comparateur (22) et l'autre au capteur de déplacement (PVUB), et une logique séquentielle de commande (24) associée à deux mémoires (Ml et M2) reliées d'une part à la sortie du second comparateur (23) et d'autre part à l'autre entrée du premier comparateur (22), la logique séquentielle (24) étant synchronisée avec les opérations des cycles de bourrage de l'unité de bourrage.
9. Bourreuse selon la revendication 1, caractérisée en ce que le dispositif de contrôle comporte deux comparateurs électroniques (27, 28 fig. 6) reliés tous deux par une entrée au capteur de déplacement (PVUB) et chacun d'eux par l'autre entrée à un appareil d'ajustage (25, 26), et en ce que les sorties de ces deux comparateurs sont reliées respectivement aux deux bobines de commande (d, m) d'un distributeur hydraulique proportionnel à trois voies (Dp) d'alimentation d'un vérin hydraulique (8, fig. 1) actionnant l'unité de bourrage (UB), par l'intermédiaire d'un transformateur (29, 30) et d'un interrupteur (K2, Kil).
10. Bourreuse selon la revendication 1, caractérisée en ce que le dispositif de contrôle comporte un capteur de déplacement du type rotatif (11), entraîné par les déplacements de l'unité de bourrage (UB) par l'intermédiaire d'une transmission comprenant une courroie crantée (13) dont un brin rectiligne, disposé parallèlement à la direction desdits déplacements, est entraîné par l'unité de bourrage par une liaison (16), et un réducteur (18) animé par la courroie crantée (13) et dont l'arbre de sortie entraîne l'élément mobile du capteur de déplacement rotatif (11).
11. Bourreuse selon la revendication 1, caractérisée en ce que le dispositif de contrôle comporte un appareil de lecture (V) de la position en hauteur de l'unité de bourrage signifiée par le signal de sortie du capteur de déplacement (PVUB), cet appareil de lecture étant relié audit capteur.
12. Bourreuse selon la revendication 1, caractérisée en ce que le dispositif de contrôle comporte un capteur de déplacement (PVUB) du type linéaire dont l'élément mobile est entraîné directement par l'unité de bourrage (UB).
La présente invention a pour objet une bourreuse de voies ferrées comportant un dispositif de contrôle de l'amplitude d'au moins un mouvement opératoire de ses outils de bourrage et sur laquelle ces outils en forme de pioches sont montés à pivotement et par paires sur au moins un châssis mobile verticalement. Ce type de châssis, qui peut être équipé d'une ou de plusieurs paires d'outils de bourrage, constitue une unité de bourrage et une bourreuse peut en comporter plusieurs, réparties en travers de la voie ferrée de manière à bourrer le ballast, sous les traverses.
L'opération de bourrage de chaque traverse ou de chaque groupe de traverses se fait à chaque pas d'avance de la machine ou de translation des unités de bourrage par une succession de mouvements opératoires comprenant au moins un mouvement d'insertion des outils dans le ballast par descente des unités de bourrage, au moins un mouvement de fermeture puis d'ouverture des outils de chaque paire autour de la traverse ou des traverses à bourrer, puis au moins un mouvement de retrait de ces outils par remontée des unités de bourrage, ces mouvements pouvant être effectués à la suite ou en combinaison partielle.
Actuellement, le contrôle de l'amplitude de ces mouvements ainsi que leur commande séquentielle sont effectués par des dispositifs comprenant des fins de course électromécaniques, inductifs ou capacitifs, à commande tout ou rien effectuée par des cames réglables et équipant chaque unité de bourrage.
Les niveaux d'action particuliers de ces fins de course sont les suivants:
arrêt de la remontée des unités de bourrage à une cote MA suffisante pour permettre l'avance sur la prochaine traverse ou le prochain groupe de traverses à bourrer;
arrêt de la remontée des unités de bourrage à une cote MI inférieure à la cote MA, entre les insertions successives opérées sur la ou les mêmes traverses, dans le but de diminuer le temps d'un cycle de bourrage à plusieurs insertions;
avance de la bourreuse ou translation des unités de bourrage pendant la remontée de ces dernières avant qu'elles n'atteignent les cotes MI ou MA définies ci-avant dans le but de couvrir les temps de réaction du système d'avance du véhicule ou de translation des unités de bourrage et d'augmenter ainsi le rendement de la bourreuse;
;
- fermeture des outils de chaque paire avant qu'ils ne soient parvenus à la cote de profondeur de bourrage, pendant la descente des unités de bourrage, dans le but d'obtenir une fermeture et une pénétration plus rapides de ces outils dans le ballast;
arrêt de la descente des unités de bourrage à une cote de profondeur de bourrage présélectionnée en fonction de la hauteur du rail et de celle des traverses; en général, ce niveau d'action nécessite l'emploi de plusieurs fins de course électriquement commutables afin de permettre l'adaptation rapide aux changements de matériel de voie.
Ces dispositifs de contrôle et de commande utilisant des fins de course sont satisfaisants dans la mesure où le nombre des niveaux d'action désirés n'est pas trop élevé et lorsque le réglage des cames des fins de course peut être effectué in situ, c'est-à-dire sur les unités de bourrage qui en sont équipées. Dans les cas contraires, des problèmes se posent car le nombre des fins de course que l'on peut installer est limité par leur encombrement et leur actionnement à distance depuis la cabine de travail de la machine n'est pas économiquement réalisable.
Actuellement, ces problèmes revêtent une importance particulière car le nombre de niveaux d'action souhaitables augmente avec l'affinement des techniques du bourrage, et par le fait que la présence d'opérateurs sur la voie à côté des machines est de moins en moins tolérée par les administrations de chemins de fer, à cause du danger du trafic sur voies adjacentes.
Le dispositif de contrôle de la bourreuse selon l'invention, tel que défini dans la revendication 1, apporte une solution à ces problèmes. Le comparateur électronique et l'appareil d'ajustage du niveau d'émission du signal de commande de mise en marche, d'arrêt et/ou d'inversion de chaque mouvement opératoire des outils d'une unité de bourrage que l'on désire contrôler peuvent être installés à distance et permettre ainsi de fournir, depuis la cabine de travail de la machine, toutes les consignes de réglage relatives aux niveaux d'action telles que celles décrites précédemment, en évitant la présence d'opérateurs sur la voie.
En outre, le nombre de comparateurs électroniques que l'on peut installer à distance n'est pas limité, contrairement au nombre de fins de course que l'on peut installer actuellement le long de la course de chaque unité de bourrage. Enfin, I'action de ces comparateurs peut être déclenchée en n'importe quelle position de l'unité de bourrage par le signal électrique émis en permanence par le capteur de déplacement. De la sorte, le nombre de niveaux d'action que l'on peut obtenir est pratiquement illimité, toutes proportions gardées, par rapport aux besoins actuels.
D'autres possibilités et avantages ressortiront de la description qui suit et du dessin qui l'illustre.
Ce dessin représente, à titre d'exemple, une forme d'exécution de l'objet de l'invention, ainsi que deux variantes.
La fig. 1 est une vue d'ensemble d'une bourreuse de voies ferrées équipée du dispositif de contrôle, objet de l'invention.
La fig. 2 est un détail constructif de ce dispositif.
La fig. 3 est un schéma bloc de son circuit électrique.
La fig. 4 est un schéma fonctionnel se rapportant audit circuit.
La fig. 5 est un schéma fonctionnel se rapportant à une première variante.
La fig. 6 est un schéma bloc se rapportant à une seconde variante.
La bourreuse représentée (fig. 1) comporte un châssis 1 reposant par deux essieux 2 et 3 sur les rails 4 d'une voie ferrée. Cette bourreuse est équipée de manière conventionnelle d'un dispositif de déplacement de la voie 5 et d'unités de bourrage UB réparties en travers de celle-ci de manière à encadrer une traverse. Chaque unité de bourrage comprend un châssis 7 mobile en hauteur dont les mouvements de montée et de descente sont commandés par un vérin hydraulique 8, et des outils de bourrage 9 en forme de pioche montés à pivotement et par paires sur ce châssis. Les deux outils de chaque paire, vibrants, sont animés de manière conventionnelle de mouvements d'ouverture et de fermeture obtenus par un dispositif moteur 10 ayant pour effet de les rapprocher et de les écarter de la traverse qu'ils encadrent.
Chaque unité de bourrage UB est équipée d'un capteur de déplacement PVUB solidaire du châssis 1 de la bourreuse, d'un type capable de fournir directement une information électrique analogique, tel que par exemple un potentiomètre ou un capteur sans contact du type inductif, capacitif ou optique. Ce capteur
PWB est ici un potentiomètre rotatif 11 (fig. 2) à un tour entraîné par les déplacements en hauteur de l'unité de bourrage
UB par l'intermédiaire d'une transmission 12 (fig. 1).
Cette transmission, détaillée (fig. 2), comprend une courroie crantée 13 étendue parallèlement à la direction du déplacement en hauteur de l'unité de bourrage UB entre deux poulies 14 et 15 dont la position est fixe par rapport au châssis 1 de la bourreuse.
Cette courroie crantée 13 est entraînée par le châssis 7 de l'unité de bourrage UB auquel elle est reliée à cet effet par un doigt d'entraînement 16 fixé en un point de l'un de ses brins rectilignes 17.
La poulie supérieure 14 transmet le mouvement de la courroie crantée 13 à un réducteur 18 dont l'arbre de sortie entraîne l'élément mobile du potentiomètre rotatif 11. La course libre du brin 17 de la courroie crantée 13 doit être au moins égale à la course totale de l'unité de bourrage et le rapport de réduction du réducteur 18 doit donner pour cette course totale un tour au potentiomètre rotatif 11. De cette manière le potentiomètre rotatif 11 fournit en permanence une information électrique proportionnelle à la position en hauteur de l'unité de bourrage UB par rapport au plan de roulement de la bourreuse.
Cette information est transmise à distance, par un câble à un circuit de contrôle à distance, intallé par exemple dans un pupitre de la cabine de travail de la bourreuse et dont le schéma bloc est représenté (fig. 3).
Ce circuit de contrôle et de commande comprend, reliés au capteur de déplacement PWB, qui est ici le potentiomètre 11, un nombre de comparateurs Ci, CL ... (Cx) correspondant au nombre désiré de niveaux d'action tels que définis en début d'exposé.
Chacun de ces comparateurs Ci, C2 . . (Cx) est ajusté à un potentiel de commutation correspondant au niveau d'action désiré par un appareil d'ajustage constitué ici par un potentiomètre Ai, respectivement A2 ... (Ax).
A la sortie des comparateurs Ci, C2 ... (Cx), le signal de commutation est dirigé sur un commutateur de mise en marche, d'arrêt et/ou d'inversion du mouvement opératoire contrôlé respectivement par chacun de ces comparateurs à l'arrivée de l'unité de bourrage au niveau d'action désiré préaffiché à l'aide des potentiomètres de réglage respectifs A1, Au ... (Ax)
A ce stade du circuit schématisé sur cette fig. 3, le but principal de l'invention est atteint, car il comprend tous les éléments nécessaires permettant de fournir à distance, depuis la cabine de travail de la bourreuse, les consignes relatives aux niveaux d'action désirés et quel que soit leur nombre.
Certains niveaux d'action étant interdépendants, il est avantageux de pondérer entre eux les différents potentiomètres de réglage de manière à interdire des ajustages erronés, voire dangereux de ces niveaux d'action. A cet effet, les potentiomètres Ai et
As de la fig. 3 sont montrés reliés par une liaison 19 qui a pour effet de pondérer l'action du potentiomètre A2, la consigne affichée sur ce dernier étant ici supposée dépendante de la consigne affichée sur le potentiomètre Ai. De la même manière, si l'on appelle:
:
- MA la remontée des unités de bourrage entre chaque pas d'avance,
- MI la remontée des unités de bourrage entre chaque insertion des outils dans un cycle à plusieurs insertions,
- FE la fermeture des deux outils d'une paire,
- AV l'avance d'un pas,
- PR la profondeur de bourrage, il est aisé d'assurer entre les niveaux de ces actions les relations: MI < MA, FEsMI et PRSAVSMI.
Cette possibilité offerte par l'invention est difficilement réalisable avec les solutions actuelles à fins de course.
Pour permettre le contrôle visuel permanent de la cote effective de chaque action de commande préaffichée sur les potentio mètres Ai, Au ... (Ax) et si nécessaire de la corriger, un appareil de lecture de la position en hauteur de l'unité de bourrage signifiée par le signal de sortie du capteur PVUB, ici un voltmètre V, analogique ou digital, est connecté au capteur de déplacement PVUB.
Cela peut être avantageux en particulier pour contrôler la cote de profondeur de bourrage effectivement atteinte, qui doit être aussi constante et précise que possible. On sait que la vitesse de descente des unités de bourrage étant relativement élevée, que la résistance à la pénétration des outils dans le ballast variant d'un endroit à l'autre et que finalement le temps de réaction du système électrohydraulique de commande d'arrêt de la descente des unités de bourrage n'étant pas nul, il y a toujours un dépassement de la profondeur de bourrage affichée. Hormis la possibilité de corriger manuellement ce dépassement en agissant sur la consigne d'affichage de la profondeur de bourrage en fonction de la quittance de sa valeur effective lue sur le voltmètre V, il est possible de prévoir un asservissement de cette profondeur de bourrage, contrôlé automatiquement.
A cet effet, le comparateur CpR commandant l'arrêt de la descente de l'unité de bourrage, qui est montré séparé des autres comparateurs Ci, C2, comporte une entrée 20 reliée directement au capteur PVUB et une autre entrée 21 reliée 9 un potentiomètre de réglage A3 par l'intermédiaire d'un circuit de correction comprenant:
- un premier comparateur 22 dont la sortie est reliée à l'entrée 21 du comparateur CPR, et dont une entrée est reliée au potentiomètre de réglage A;
- un second comparateur 23 dont une entrée est reliée à la sortie du premier comparateur 22 et l'autre au capteur PVUB;
- une logique séquentielle de commande 24 associée à deux mémoires M1 et M2 reliées d'une part à la sortie du second comparateur 23 et d'autre part à l'autre entrée du premier comparateur 22.
Ce circuit de correction permet l'annulation automatique du dépassement de profondeur par approximations successives. Son fonctionnement est le suivant:
Le signal de consigne de profondeur de bourrage PR affiché au potentiomètre de réglage A3 est transmis simultanément aux comparateurs CpR et 23, au travers du premier comparateur 22 dans lequel il est sommé à un signal de correction DN-I en provenance de la mémoire M2. Le signal résultant de cette sommation, constituant le signal de consigne de profondeur corrigé PC, est dirigé sur le comparateur CpR pour commander l'arrêt de la descente de l'unité de bourrage et sur le comparateur 23 pour déterminer le dépassement de profondeur D à l'arrêt effectif de cette descente, par comparaison avec le signal en provenance du capteur de déplacement PVUB.
Puis ce signal de déplacement D déterminé est transmis comme signal de correction au comparateur 22 au travers des mémoires M1 et M2 selon un processus réglé par la logique séquentielle 24 qui est synchronisée à cet effet avec les opérations des cycles de bourrage de l'unité de bourrage de la manière suivante:
- On admet que l'unité de bourrage bourre une traverse (N).
- La mémoire M2 contient la valeur DN-I du dépassement mémorisé à la précédente traverse (N-i), par rapport à la profondeur corrigée qui était alors celle calculée précédemment à la traverse (N - 2).
- A la fin du bourrage de la traverse (N), on charge la mémoire M1 avec le nouveau dépassement de profondeur DN déterminé à ladite traverse (N), par rapport à la profondeur corrigée qui a été calculée à la précédente traverse (N-i).
- Avant de bourrer la prochaine traverse (N+ 1) on transfère le contenu de la mémoire M1 dans la mémoire M2 afin d'obtenir la nouvelle valeur de-la profondeur corrigée PC=PR-DN calculée à la traverse (N), qui sera exploitée lors de la commande et du contrôle de la profondeur de bourrage à la prochaine traverse N+1.
De la sorte, I'on donne à chaque traverse bourrée l'ordre d'arrêt de descente de l'unité de bourrage à une nouvelle cote de profondeur corrigée, correspondant à la valeur de consigne affichée de laquelle on retranche la valeur mémorisée du dépassement de la profondeur corrigée à la traverse précédente, comme le montre la fig. 4 sur laquelle il faut lire:
PCo comme profondeur de consigne,
PCI, PC2 ... PCn comme profondeurs corrigées successives,
PAo, PAI ... PAn comme profondeurs atteintes successives,
Do, Dl ... Dn - i comme dépassements successifs,
0, 1, 2, 3 ... n comme traverses bourrées successivement.
Si l'on ne recherche pas un automatisme aussi poussé, il est également possible de contrôler la profondeur de bourrage par simple annulation du précédent déplacement de profondeur. La fig. 5 illustre cette méthode. A la traverse n, on donne l'ordre d'arrêt de la descente de l'unité de bourrage à une valeur de profondeur corrigée PR - K. Dn - z correspondant à la valeur de consigne affichée PR dont on retranche la valeur du dépassement Dn - i de cette valeur de consigne mémorisé à la traverse précédente n - 1. Comme la vitesse de descente de l'unité de bourrage est fonction de la résistance à la pénétration des outils de bourrage dans le ballast, donc dépend de la cote de profondeur de bourrage,
il est nécessaire de prévoir une pondération manuelle de la valeur Dn - X du dépassement précédent, par affichage d'un coefficient de pondération K, si l'on veut obtenir une profondeur corrigée suffisamment précise.
Il est possible également d'asservir la position en hauteur de chaque unité de bourrage par une servovalve commandée électriquement par un signal proportionnel à la différence entre la position de consigne affichée et la position effectivement atteinte.
Enfin, dans une variante représentée schématiquement par le schéma bloc de la fig. 6, le contrôle de la profondeur de bourrage est obtenu par freinage de la descente de chaque unité de bourrage par commande électrique proportionnelle d'une vanne hydraulique appropriée, ce freinage étant contrôlé par le capteur de déplacement PWB.
A cet effet, le circuit représenté comprend:
- un premier potentiomètre de réglage 25 destiné à l'affichage de la profondeur de bourrage de consigne PR;
- un second potentiomètre de réglage 26 destiné à l'affichage de la hauteur de remontée MA de l'unité de bourrage;
- un premier comparateur 27 dont les deux entrées sont reliées l'une à la sortie du premier potentiomètre 25 et l'autre à la sortie du capteur de déplacement PVUB;
- un second comparateur 28 dont les deux entrées sont reliées l'une au second potentiomètre 26 et l'autre à la sortie du capteur de déplacement PVUB;
;
- un distributeur hydraulique Dp du type proportionnel à trois voies dont une première bobine d est excitée par le signal résultant de sortie du premier comparateur 27 au travers d'un interrupteur K2 et d'un transformateur 29 et dont la deuxième bobine m est excitée par le signal résultant de sortie du second comparateur 28 au travers d'un interrupteur K1 et d'un transformateur 30.
Dans ce circuit, la première bobine d du distributeur Dp commande la descente de l'unité de bourrage et la seconde bobine m sa remontée; ces bobines d et m commandent le débit hydraulique proportionnellement à la valeur du courant électrique qui les traverse. L'interrupteur K2 n'est fermé que s'il y a une commande de la descente de l'unité de bourrage et l'interrupteur K1 n'est fermé que s'il y a une commande de sa remontée. Le distributeur hydraulique Dp alimente le vérin hydraulique 8 (fig. 1) actionnant le châssis 7 de l'unité de bourrage UB.
De la sorte, la descente de l'unité de bourrage est freinée progressivement au fur et à mesure de la diminution de la différence Dl = PWB-PR entre le signal provenant du capteur de déplacement PWB proportionnel à la cote de la position effective de l'unité de bourrage et le signal de consigne de profondeur de bourrage PR provenant du premier potentiomètre de réglage 25, ce signal Dl étant déterminé et transmis par le premier comparateur 27.
La remontée de l'unité de bourrage est freinée de la même manière, avec ce circuit, par le signal D2 = MA - PVUB déterminé et transmis par le deuxième comparateur 27.
Aux avantages déjà signalés et procurés par l'invention, on remarque qu'un seul câble de liaison suffit à raccorder le capteur PVUB équipant chaque unité de bourrage à la cabine de travail de la bourreuse, alors que dans les dispositifs connus il faut une liaison par fins de course utilisées, c'est-à-dire en moyenne 6 à 7 câbles, et que, de plus, ces fins de course nécessitent l'installation de moyens de guidage.
Des variantes constructives pourront être apportées en ce qui concerne le capteur de déplacement et son circuit de traitement.
Ainsi ce capteur pourra être également un capteur du type digital tel qu'un codeur incrémental ou absolu. Dans ce cas, soit il alimentera un convertisseur digital - analogique et se traitera comme un capteur analogique, soit il incrémentera des compteurs sur lesquels seront préaffichées les consignes de réglage.
D'autre part on pourra installer en lieu et place du capteur de déplacement rotatif un capteur de déplacement linéaire dont l'élément mobile pourra être entraîné directement par l'unité de bourrage dans ses déplacements en hauteur.
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CLAIMS
1. Railway track tamper comprising at least one tamping unit (UB) vertically mobile equipped with tamping tools (9), and a device for controlling the amplitude of at least one operating movement of said tamping tools, and on which said control device comprises at least one detector of the arrival of the tamping unit in a selected and adjustable height position emitting a control signal on said arrival and a switch for starting, stopping and / or reversal of the operating movement of the tamping tools sensitive to this control signal, characterized in that the control device comprises a displacement sensor (PVUB) continuously emitting an electrical signal representative of the distance separating the tamping unit (UB) of the tamping machine's running surface,
at least one electronic comparator (C1) connected to the displacement sensor and adjusted to an emission level of the control signal representative of the distance between the chosen height position of the tamping unit and the running surface of the tamping machine and at least one adjustment device (A1) of this level.
2. Tamping machine according to claim 1, characterized in that the displacement sensor (PVUB) of the control device is of the analog type.
3. Tamping machine according to claim 1, characterized in that the displacement sensor (PVUB) of the control device is of the digital type.
4. Tamper according to claim 1, characterized in that the control device comprises a plurality of electronic comparators (Cl, C2) each equipped with an adjustment device (Ai, A2) and all connected to the displacement sensor (PVUB ).
5. Tamper according to claims 1 and 4, characterized in that the adjusting devices (Ai, A2) of the control device are interconnected by a link (19) having the effect of making their actions interdependent.
6. Tamping machine according to claims 1 and 2, characterized in that the displacement sensor (PVUB) of the control device consists of a potentiometer, in that the output of said potentiometer is connected to an input of the electronic comparator (Cl), and in that the adjustment device (A1) is constituted by an adjustment potentiometer whose output is connected to the other input of the electronic comparator (C1).
7. Tamping machine according to claims 1 and 3, characterized in that the displacement sensor (PVUB) of the control device is an encoder and in that this encoder is connected to the electronic comparator via a digital-analog converter .
8. Tamping machine according to claim 1, characterized in that at least one electronic comparator (CpR) of the control device is connected to its adjustment device (A3) via a correction circuit comprising a first comparator. (22) whose output is connected to an input of the electronic comparator (CPR) and whose one input is connected to the adjustment device (A3), a second comparator (23) whose input is connected to the output of the first comparator (22) and the other to the displacement sensor (PVUB), and a sequential control logic (24) associated with two memories (M1 and M2) connected on the one hand to the output of the second comparator (23) and d on the other hand to the other input of the first comparator (22), the sequential logic (24) being synchronized with the operations of the stuffing cycles of the stuffing unit.
9. Tamper according to claim 1, characterized in that the control device comprises two electronic comparators (27, 28 fig. 6) both connected by an input to the displacement sensor (PVUB) and each of them by the other. input to an adjustment device (25, 26), and in that the outputs of these two comparators are respectively connected to the two control coils (d, m) of a three-way proportional hydraulic distributor (Dp) d ' supply of a hydraulic cylinder (8, fig. 1) actuating the tamping unit (UB), via a transformer (29, 30) and a switch (K2, Kil).
10. Tamping machine according to claim 1, characterized in that the control device comprises a displacement sensor of the rotary type (11), driven by the movements of the tamping unit (UB) via a transmission comprising a toothed belt (13) of which a rectilinear strand, disposed parallel to the direction of said movements, is driven by the tamping unit by a link (16), and a reduction gear (18) driven by the toothed belt (13) and of which the output shaft drives the movable element of the rotary displacement sensor (11).
11. Tamper according to claim 1, characterized in that the control device comprises a reading device (V) of the height position of the tamping unit signified by the output signal of the displacement sensor (PVUB), this reading device being connected to said sensor.
12. Tamping machine according to claim 1, characterized in that the control device comprises a displacement sensor (PVUB) of the linear type, the movable element of which is driven directly by the tamping unit (UB).
The present invention relates to a railway track tamper comprising a device for controlling the amplitude of at least one operating movement of its tamping tools and on which these tools in the form of pickaxes are mounted to pivot and in pairs on at least one. minus a vertically movable frame. This type of frame, which can be fitted with one or more pairs of tamping tools, constitutes a tamping unit and a tamping machine may have several, distributed across the railway track so as to jam the ballast, under sleepers.
The tamping operation for each cross member or each group of cross members is carried out at each advance step of the machine or of translation of the tamping units by a succession of operating movements comprising at least one movement of insertion of the tools into the ballast by lowering the tamping units, at least one movement for closing and then opening the tools of each pair around the cross member or ties to be stuffed, then at least one movement to withdraw these tools by raising the tamping units, these movements can be performed consecutively or in partial combination.
Currently, the control of the amplitude of these movements as well as their sequential control are carried out by devices comprising electromechanical, inductive or capacitive limit switches, with all or nothing control carried out by adjustable cams and fitted to each tamping unit.
The specific action levels of these limit switches are as follows:
stopping the ascent of the tamping units at a level MA sufficient to allow advance on the next sleeper or the next group of sleepers to be packed;
stopping the ascent of the tamping units at a level MI lower than the level MA, between the successive insertions made on the same sleeper (s), with the aim of reducing the time of a tamping cycle with several insertions;
advance of the tamper or translation of the tamping units during the ascent of the latter before they reach the MI or MA dimensions defined above in order to cover the reaction times of the vehicle advance system or translation of the tamping units and thus increase the performance of the tamping machine;
;
- closing the tools of each pair before they have reached the level of the tamping depth, during the descent of the tamping units, in order to obtain a faster closing and penetration of these tools into the ballast;
stopping the descent of the tamping units at a pre-selected tamping depth dimension according to the height of the rail and that of the sleepers; in general, this level of action requires the use of several electrically switchable limit switches to allow rapid adaptation to changes in track material.
These control and monitoring devices using limit switches are satisfactory insofar as the number of desired action levels is not too high and when the adjustment of the limit switch cams can be carried out in situ, it is that is to say on the tamping units which are equipped with it. Otherwise, problems arise because the number of limit switches that can be installed is limited by their size and their remote actuation from the working cabin of the machine is not economically feasible.
Currently, these problems are of particular importance because the number of desirable action levels increases with the refinement of tamping techniques, and the fact that the presence of operators on the track alongside the machines is less and less tolerated. by railway administrations, because of the danger of traffic on adjacent tracks.
The tamper control device according to the invention, as defined in claim 1, provides a solution to these problems. The electronic comparator and the device for adjusting the level of emission of the control signal for starting, stopping and / or reversing each operating movement of the tools of a tamping unit that is desired control can be installed remotely and thus make it possible to provide, from the machine's work cabin, all the adjustment instructions relating to the action levels such as those described above, avoiding the presence of operators on the track.
In addition, the number of electronic comparators that can be installed remotely is not limited, unlike the number of limit switches that can currently be installed along the stroke of each tamping unit. Finally, the action of these comparators can be triggered in any position of the tamping unit by the electric signal continuously emitted by the displacement sensor. In this way, the number of action levels that can be obtained is practically unlimited, all things considered, compared to current needs.
Other possibilities and advantages will emerge from the description which follows and from the drawing which illustrates it.
This drawing represents, by way of example, one embodiment of the object of the invention, as well as two variants.
Fig. 1 is an overall view of a railway track tamper equipped with the control device, object of the invention.
Fig. 2 is a constructive detail of this device.
Fig. 3 is a block diagram of its electrical circuit.
Fig. 4 is a functional diagram relating to said circuit.
Fig. 5 is a functional diagram relating to a first variant.
Fig. 6 is a block diagram relating to a second variant.
The tamper shown (Fig. 1) comprises a frame 1 resting by two axles 2 and 3 on the rails 4 of a railway track. This tamping machine is conventionally equipped with a device for moving the track 5 and tamping units UB distributed across the latter so as to surround a cross member. Each tamping unit comprises a frame 7 movable in height, the up and down movements of which are controlled by a hydraulic cylinder 8, and tamping tools 9 in the form of a pick mounted pivotally and in pairs on this frame. The two vibrating tools of each pair are driven in a conventional manner with opening and closing movements obtained by a motor device 10 having the effect of bringing them closer to and away from the cross member they frame.
Each UB tamping unit is equipped with a PVUB displacement sensor secured to the frame 1 of the tamping machine, of a type capable of directly supplying analog electrical information, such as for example a potentiometer or a contactless sensor of the inductive type, capacitive or optical. This sensor
PWB is here a rotary potentiometer 11 (fig. 2) with one turn driven by the movements in height of the tamping unit.
UB by means of a transmission 12 (fig. 1).
This transmission, detailed (fig. 2), comprises a toothed belt 13 extended parallel to the direction of the height displacement of the tamping unit UB between two pulleys 14 and 15, the position of which is fixed relative to the frame 1 of the tamping machine. .
This toothed belt 13 is driven by the frame 7 of the tamping unit UB to which it is connected for this purpose by a drive finger 16 fixed at a point of one of its rectilinear strands 17.
The upper pulley 14 transmits the movement of the toothed belt 13 to a reduction gear 18 whose output shaft drives the movable element of the rotary potentiometer 11. The free travel of the strand 17 of the toothed belt 13 must be at least equal to the total stroke of the tamping unit and the reduction ratio of the reducer 18 must give for this total stroke one revolution of the rotary potentiometer 11. In this way the rotary potentiometer 11 permanently provides electrical information proportional to the height position of the tamping unit UB in relation to the rolling plane of the tamping machine.
This information is transmitted remotely, by a cable to a remote control circuit, installed for example in a console in the work cabin of the tamping machine and whose block diagram is shown (fig. 3).
This control and command circuit comprises, connected to the displacement sensor PWB, which is here the potentiometer 11, a number of comparators Ci, CL ... (Cx) corresponding to the desired number of action levels as defined at the start. of presentation.
Each of these comparators Ci, C2. . (Cx) is adjusted to a switching potential corresponding to the desired action level by an adjustment device constituted here by a potentiometer Ai, respectively A2 ... (Ax).
At the output of comparators Ci, C2 ... (Cx), the switching signal is directed to a switch for starting, stopping and / or reversing the operating movement controlled respectively by each of these comparators at the '' arrival of the tamping unit at the desired action level pre-displayed using the respective adjustment potentiometers A1, Au ... (Ax)
At this stage of the circuit shown schematically in this fig. 3, the main object of the invention is achieved, because it includes all the necessary elements making it possible to provide remotely, from the work cabin of the tamping machine, the instructions relating to the desired action levels and whatever their number.
Certain action levels being interdependent, it is advantageous to weight the various adjustment potentiometers together so as to prevent erroneous or even dangerous adjustments of these action levels. For this purpose, potentiometers Ai and
As of fig. 3 are shown connected by a link 19 which has the effect of weighting the action of potentiometer A2, the setpoint displayed on the latter being here assumed to be dependent on the setpoint displayed on potentiometer Ai. In the same way, if we call:
:
- MA raising the tamping units between each advance step,
- MI the raising of the tamping units between each insertion of the tools in a cycle with several insertions,
- FE the closing of the two tools of a pair,
- forwards one step forward,
- PR the depth of stuffing, it is easy to ensure between the levels of these actions the relationships: MI <MA, FEsMI and PRSAVSMI.
This possibility offered by the invention is difficult to achieve with current end-of-travel solutions.
To allow the permanent visual check of the effective height of each control action pre-displayed on the potentiometers Ai, Au ... (Ax) and if necessary to correct it, a device for reading the height position of the control unit. jam signified by the output signal of the PVUB sensor, here a voltmeter V, analog or digital, is connected to the PVUB displacement sensor.
This can be advantageous in particular for controlling the level of the stuffing depth actually reached, which must be as constant and precise as possible. It is known that the descent speed of the tamping units being relatively high, that the resistance to tool penetration into the ballast varies from place to place and that ultimately the reaction time of the electro-hydraulic shutdown control system since the descent of the tamping units is not zero, the displayed tamping depth is always exceeded. Apart from the possibility of manually correcting this overrun by acting on the setpoint for displaying the tamping depth as a function of the receipt of its effective value read on the voltmeter V, it is possible to provide a slaving of this tamping depth, controlled automatically.
For this purpose, the comparator CpR controlling the stopping of the descent of the tamping unit, which is shown separate from the other comparators Ci, C2, comprises an input 20 connected directly to the PVUB sensor and another input 21 connected to a potentiometer. adjustment A3 via a correction circuit comprising:
a first comparator 22, the output of which is connected to the input 21 of the comparator CPR, and of which an input is connected to the adjustment potentiometer A;
a second comparator 23, one input of which is connected to the output of the first comparator 22 and the other to the PVUB sensor;
a sequential control logic 24 associated with two memories M1 and M2 connected on the one hand to the output of the second comparator 23 and on the other hand to the other input of the first comparator 22.
This correction circuit allows the automatic cancellation of the excess depth by successive approximations. It works as follows:
The stuffing depth setpoint signal PR displayed at the adjustment potentiometer A3 is transmitted simultaneously to the comparators CpR and 23, through the first comparator 22 in which it is added to a correction signal DN-I coming from the memory M2. The signal resulting from this summation, constituting the corrected depth reference signal PC, is directed to the comparator CpR to control the stopping of the descent of the stuffing unit and to the comparator 23 to determine the overshoot D to the effective stopping of this descent, by comparison with the signal coming from the PVUB displacement sensor.
Then this determined displacement signal D is transmitted as a correction signal to comparator 22 through memories M1 and M2 according to a process regulated by sequential logic 24 which is synchronized for this purpose with the operations of the stuffing cycles of the control unit. jam as follows:
- It is assumed that the tamping unit stuffs a cross member (N).
- Memory M2 contains the DN-I value of the overrun stored at the previous traverse (N-i), with respect to the corrected depth which was then that calculated previously at the traverse (N - 2).
- At the end of the jam of the cross member (N), the memory M1 is loaded with the new depth overrun DN determined at said cross member (N), with respect to the corrected depth which was calculated at the previous cross member (Ni) .
- Before stuffing the next cross member (N + 1), the contents of memory M1 are transferred to memory M2 in order to obtain the new value of the corrected depth PC = PR-DN calculated at the cross member (N), which will be used when ordering and checking the stuffing depth at the next N + 1 crossmember.
In this way, each stuffed cross member is given the order to stop the descent of the tamping unit at a new corrected depth dimension, corresponding to the displayed setpoint value from which the stored value of the overrun is subtracted. of the corrected depth at the previous cross member, as shown in fig. 4 on which to read:
PCo as setpoint depth,
PCI, PC2 ... PCn as successive corrected depths,
PAo, PAI ... PAn as successive depths reached,
Do, Dl ... Dn - i as successive overruns,
0, 1, 2, 3 ... n as sleepers packed successively.
If you are not looking for such a thorough automation, it is also possible to control the stuffing depth by simply canceling the previous depth movement. Fig. 5 illustrates this method. At crossmember n, the order to stop the descent of the tamping unit is given at a corrected depth value PR - K. Dn - z corresponding to the displayed set value PR from which the overrun value is subtracted Dn - i of this setpoint value stored at the previous cross member n - 1. Since the descent speed of the tamping unit is a function of the resistance to the penetration of the tamping tools into the ballast, therefore depends on the dimension of stuffing depth,
it is necessary to provide for a manual weighting of the value Dn - X of the previous overshoot, by displaying a weighting coefficient K, if one wants to obtain a corrected depth that is sufficiently precise.
It is also possible to control the height position of each tamping unit by a servovalve controlled electrically by a signal proportional to the difference between the setpoint position displayed and the position actually reached.
Finally, in a variant shown schematically by the block diagram of FIG. 6, the control of the tamping depth is obtained by braking the descent of each tamping unit by proportional electric control of a suitable hydraulic valve, this braking being controlled by the displacement sensor PWB.
To this end, the circuit shown comprises:
a first adjustment potentiometer 25 intended to display the setpoint stuffing depth PR;
a second adjustment potentiometer 26 intended to display the ascent height MA of the tamping unit;
a first comparator 27, the two inputs of which are connected one to the output of the first potentiometer 25 and the other to the output of the displacement sensor PVUB;
a second comparator 28, the two inputs of which are connected one to the second potentiometer 26 and the other to the output of the displacement sensor PVUB;
;
a hydraulic distributor Dp of the three-way proportional type, a first coil d of which is energized by the signal resulting from the output of the first comparator 27 through a switch K2 and of a transformer 29 and of which the second coil m is energized by the signal resulting from the output of the second comparator 28 through a switch K1 and a transformer 30.
In this circuit, the first coil d of the distributor Dp controls the descent of the tamping unit and the second coil m its ascent; these coils d and m control the hydraulic flow in proportion to the value of the electric current passing through them. Switch K2 is closed only if there is a command for the descent of the tamping unit and switch K1 is closed only if there is a command for its raising. The hydraulic distributor Dp supplies the hydraulic cylinder 8 (fig. 1) actuating the frame 7 of the tamping unit UB.
In this way, the descent of the tamping unit is slowed down progressively as the difference Dl = PWB-PR between the signal coming from the displacement sensor PWB proportional to the dimension of the effective position of the tamping unit and the jam depth setpoint signal PR originating from the first adjustment potentiometer 25, this signal Dl being determined and transmitted by the first comparator 27.
The rise of the tamping unit is slowed down in the same way, with this circuit, by the signal D2 = MA - PVUB determined and transmitted by the second comparator 27.
With the advantages already indicated and provided by the invention, it is noted that a single connecting cable is sufficient to connect the PVUB sensor fitted to each tamping unit to the work cabin of the tamping machine, whereas in the known devices a connection is required. per limit switch used, that is to say on average 6 to 7 cables, and that, moreover, these limit switches require the installation of guide means.
Constructive variants may be made with regard to the displacement sensor and its processing circuit.
Thus this sensor could also be a digital type sensor such as an incremental or absolute encoder. In this case, either it will supply a digital - analog converter and will be treated like an analog sensor, or it will increment counters on which the adjustment instructions will be pre-displayed.
On the other hand, instead of the rotary displacement sensor, a linear displacement sensor can be installed, the movable element of which can be driven directly by the tamping unit in its movements in height.