Procédé et machine pour Pépuration continue du ballast des voies ferrées. Avec les méthodes actuelles, le travail d'épuration du ballast nécessite un temps et une main-d'aeuvre considérables. Il faut enle ver le ballast à. épurer à la pioche et à la pelle, le passer au crible, le reprendre et re- ballaster la voie, toutes opérations longues et onéreuses. On utilise également divers dispo sitifs mécaniques montés sur matériel rou lant, mais ces derniers sont d'un débit relati vement lent ou bien ne peuvent .être utilisés que sur voie double, ce qui a pour inconvé nient d'immobiliser le trafic sur deux voies et surtout d'être inutilisable en cas de voie unique.
La présente invention a pour objet un pro cédé d'épuration continue du ballast pouvant donner un débit considérable et remarquable. Ce procédé consiste à. utiliser un wagon cri ble muni de deux boggies, de façon à pouvoir circuler sur la voie même à nettoyer, et sus ceptible, par suite, d'être employé sur voie unique, ledit wagon comprenant une poutre rigide portant à.
la partie médiane un disposi- tif mécanique d'excavateur et de criblage, et -des dispositifs élévateurs -de la voie dis posés de part et d'autre de l'appareil excava teur, afin qu'au cours de l'avancement du wagon, la voie soit soulevée progressivement et .automatiquement en forme d'arc sous une partie de la longueur de la poutre pour per mettre le passage des excavateurs sous la voie, et leur mouvement continu autour de la pou tre pendant la progression de l'ensemble, le ballast à épurer, enlevé par les excavateurs étant amené au dispositif de criblage monté sur la poutre, et déversé sur la voie d'une ma nière continue, après épuration.
La machine pour l'exécution du procédé ci-dessus se caractérise en ce qu'elle présente des dispositifs élévateurs de la- voie compor tant un châssis mobile verticalement sur poutre, des traverses mobiles transversale ment, indépendamment l'une de l'autre, et des organes destinés à maintenir soulevée la voie.
Au dessin schématique annexé, donné à titre d'exemple: La fi-. 1 est une vue en élévation de l'ap pareil épurateur en action; La fig. 2 est une vue en plan de la fig. 1; La fig. 3 est une vue en bout de la fig. 1; La fig. 4 est une coupe transversale à plus grande échelle suivant la ligne 4-4 de la fig. 1; La fig. 5 est une coupe à plus grande échelle suivant la ligne 5-5 de la fig. 1;
La fig. 6 est une coupe transversale sui vant la ligne 6-6 de la fig. 1, représentant l'un des dispositifs de soulèvement de la voie par action directe sur les rails; La fig. 7 est une coupe partielle à plus grande échelle, correspondant à la fig. 6 et montrant le détail d'un galet de soulèvement; La. fig. 8 est une vue en élévation repré sentant l'un des appareils excavateurs à plus grande échelle; La fig. 9 représente schématiquement en élévation une variante du dispositif de soulè vement de la voie;
La fig. 10 est une coupe suivant la ligne 10-10 de la fig. 9; Les fig. 11 à 23 sont relatives à une autre forme d'exécution; La fig. 11 est une vue en élévation du type en position de route; La fig. 1:2 montre le même en position de travail; La fig. 13 est une vue à plus grande échelle corespondant à la précédente;
Les fig. 14 et 15 sont des vues des trains de chenilles en coupe transversale, respective ment selon les plans e-f de la fie. 11, et x-y de la fig. 13; La fig: 16 est une vue schématique d'un appareil de préhension et d'élévation de la voie, correspondant à une coupe selon le plan g-h de la fig. 13:; La fig. 17 est une vue de détail à plus grande échelle, correspondant à la figure pré cédente; La fig. 18 donne une vue de face d'un ap pareil élévateur;
Les fig. 19 et 20 sont des vues des appa reils excavateurs, en coupe transversale, res pectivement selon les plans m-n de la fig. 11 et a-b de la fig. 1.3; La fig. 2!1 est une vue schématique de lace d'un des châssis coulissants extensibles, portant les excavateurs.
Elle correspond à une coupe selon le plan c-d de la fig. 13; Les fig. 22 et 2:3 représentent le dispositif égalisateur, niveleur et compresseur de bal last, la première en coupe selon le plan o-p de la fig. 13, la, seconde en plan.
Dans la machine représentée aux fig. 1 à 8, le dispositif épurateur comporte une poutre rigide 1, montée, par exemple, sur deux boggies 2 munis d'essieux et de roues permet tant la circulation sur la voie. Sur la poutre 1 sont fixés quatre dispositifs élévateurs de voie 3. Aux fig. 6 et 7, on a représenté à plus grande échelle les dispositifs 3.
Ces derniers comportent, par exemple, un châssis 4 monté à glissière sur la poutre 1; ce châssis se dé place verticalement au moyen d'une cré maillère 5 formant cric, en prise avec un pi gnon 6; la crémaillère 5 est solidaire du châs sis 4 et le pignon 6 est monté d'une manière appropriée sur la poutre 1. Une manivelle 7, assure la. rotation du pignon 6.
A la base du châssis, deux traverses 8 sont montées de manière à pouvoir se déplacer in dépendamment l'une de l'autre, respective ment sur la droite et sur la gauche du châs sis 4 au moyen, par exemple, de crémaillères 5a et de pignons 6a. En bout de chaque tra verse 8 est fixé un galet 9 (fig. 7); ces galets sont, par exemple, articulés sur un axe verti cal 10 et munis de roulements à billes ou à rouleaux 11. Les galets 9 sont, en outre, mu nis sur leur circonférence d'une gorge 12 ayant un profil correspondant au champignon du rail à soulever.
Afin de permettre la circulation du galet 9 à l'intérieur du rail, l'éclisse intérieure est enlevée, et l'éclisse extérieure 13 est mainte nue provisoirement au moyen de boulons à. tête plate 14.
A la. partie médiane de la poutre 1, quatre excavateurs 15 sont installés. Aux fig. 4 et 8 on a représenté à plus grande échelle l'un des excavateurs.
Les excavateurs 15 sont constitués en principe par un cadre 16 reposant sur la pou tre 1. Ce cadre est susceptible de se dépla cer latéralement au moyen d'un dispositif mé canique; le dispositif représenté comporte une crémaillère 5b fixée à la poutre, en prise avec un pignon 6b commandé, par exemple, par un dispositif à. vis sans fin et manivelle 17. Une armature 18 est montée sur le cadre 16 de façon à pouvoir se déplacer verti calement et être réglée en hauteur au moyen d'une crémaillère 5c en prise avec un pignon à manivelle 6c fixé sur le cadre. Sur l'armature 18, .des rouleaux en traîneurs 19 sont montés convenablement pour entraîner une chaîne sans fin 20 munie de godets 21.
Une poulie .22, ou autre organe, est prévue pour actionner la. chaîne à godets 20. Cette poulie est, par exemple, clavetée en bout. d'arbre de l'un des rouleaux 19.
Une bande transporteuse 23 montée sur la poutre 1 est entraînée par un moteur, et re çoit le ballast déchargé par les godets 21. La bande 23 est placée sous les excavateurs 15 à leur partie supérieure, et se prolonge de fa çon à décharger le ballast à cribler dans un crible rotatif 2,4 monté sur la poutre 1. Le crible 24 est entrainé par une poulie 2..5.
En dessous du crible, une trémie 26 re çoit les matériaux éliminés au criblage, comme, par exemple, des. résidus, terres, etc., cette trémie comporte à sa base une ouverture 27 pour l'évacuation desdits matériaux. L'ou verture 27 débouche en face d'un second transporteur 23a transversal ù . la voie, et en traîné à grande vitesse. Le transporteur 23a se prolonge extérieurement jusqu'en 28 (fi g. 5).
A l'extrémité du crible 24, un récipient 29, fixé à la poutre 1, et placé transversale ment, reçoit le ballast. Ce récipient, comme représenté aux fig. 1 et 5, comporte un réser voir supérieur 30, dans lequel débouchent deux goulottes 31. Celles-ci sont en pente et placéesensiblement à, l'aplomb de chaque rail. Le fonctionnement du dispositif est le suivant: Le wagon-crible est remorqué sur la voie à reballaster à l'endroit voulu.
Au moyen -de la crémaillère 5 et du pi gnon 6, on amène les dispositifs élévateurs 3 à la hauteur du rail. Les galets 9 sont mis en contact avec les champignons des rails par action sur les: crémaillères 5a et pignons 6a. On règle ensuite la hauteur des dispositifs 3, de telle façon que ceux du centre soient plus élevés que ceux des extrémités; la voie est ainsi soulevée en arc sur une certaine lon gueur.
En manoeuvrant les crémaillères 5c-6e, on abaisse les supports d'excavateurs 18 et on opère le montage en position de travail des chaînes à godets qui étaient préalablement re levées de part et d'autre du châssis 18 en po sition de route.
Les excavateurs lis, les transporteurs 23 et 2;3a, ainsi que le crible 24, sont alors mis en mouvement, le wagon est remorqué dans le sens de la flèche et on abaisse progressive ment les excavateurs, de façon que le premier entraîne la couche superficielle, et le dernier arase la plate-forme de la voie.
Au fur et à mesure de l'avancement du wagon, grâce aux galets 9 en prise avec les rails, les dispositifs 3 soulèvent la voie, le bal last à. nettoyer enlevé par les excavateurs se décharge sur le transporteur 23 qui, à son tour, le conduit dans le crible 24. Les résidus, terres, etc., s'échappant du crible dans la tré mie 26, tombent sur le transporteur 23a.
En raison de sa position transversale et de sa grande vitesse d'entraînement, le transpor teur 2:3a projette hors de la voie les maté- riaux éliminés au criblage.
Le ballast criblé sort du crible 24 et tombe dans le réservoir 30 d'où il s'écoule par les goulottes 3:1.
En raison de la disposition des goulottes 31 le ballast tombe sur les rails et se trouve ainsi divisé et réparti uniformément entre les rails. Il suffit alors, après le passage du wa gon, d'égaliser le ballast, de le bourrer, et de replacer les éclisses intérieures qui avaient été préalablement enlevées pour permettre le passage des galets :des: dispositifs élévateurs. Dans: les courbes, la, voie est maintenue à sa place sous le wagon, grâce au déplacement la téral effectué de façon convenable des dispo sitifs élévateurs 3.
L'emploi de ce dispositif est extrêmement simple et très efficace; de plus, il permet de réaliser une économie importante de main- d'oeuvre et un gain de temps considérable pour l'exécution d'épuration du ballast. La vitesse d'avancement -du dispositif peut aisément atteindre 150 mètres par heure.
Aux fig. 9 et 10, on a représenté une va riante de l'appareil élévateur, dans laquelle le dispositif -est constitué par deux éléments â2 et 3,3 fixés à la poutre 1; ces éléments comportent une armature 34 réglable en hau teur et latéralement. A la base de cette ar mature sont fixés deux châssis longitudinaux 35 et 36 recourbés à leurs extrémités en 37 et 38.
Des rouleaux 39 sont montés fous sur ces châssis, l'intervalle entre deux rouleaux étant moindre que la largeur d'une traverse.
Dans ce cas, la voie est préalablement soulevée à l'aide de cries, les châssis sont amenés sous les traverses, et le dispositif est réglé et bloqué en hauteur et en inclinaison.
Au fur et à mesure de l'avancement du wagon-crible, la voie sera soulevée par l'élé ment avant 33, les traverses reposant succes sivement sur les rouleaux. La voie repose en suite sur l'élément arrière, avant de se re placer d'elle-même sur le ballast criblé. Les excavateurs et le crible fonctionnent comme décrit ci-dessus. Dans les courbes, la voie con serve sa. courbure sous le wagon grâce à la présence de galets 40 s'appuyant sur les rails.
<B>Il</B> est a noter, en autre, que l'ensemble du dispositif peut être dans le gabarit normal du matériel roulant et peut donc se déplacer sans inconvénient sur tout le réseau des voies ferrées.
Dans la variante représentée aux fig. 11 à 23, l'appareil épurateur comprend une pou- tré- rigide 1 en treillis métallique, par exem ple. En position de route, cette poutre repose et roule sur la voie V par deux boggies 2 et 12a.
Sur cette poutre sont montés des groupes de vérins 41, qui peuvent être électriques, hy drauliques ou pneumatiques, et qui per mettent de soulever la poutre pour passer de la position de route à la position de travail.
Pour cette conversion, le wagon-poutre est pourvu de deux trains de chenilles 42-42a. Chacun d'eux est monté sur la pou tre à la façon d'un boggie dont la cheville ou vrière 43 serait orientable.
Le boggie avant 42 est seul moteur. La traction est réalisée de chaque côté par un moteur 44 dont le mouvement est transmis par chaînes 45 aux roues de la chenille.
Les chenilles sont rendues solidaires ;les boggies au moyen de fusées coulissantes 46 pénétrant dans un manchon 47. Cette dis position est adoptée pour dégager en position de route le gabarit de la voie, ainsi qu'il est montré sur la fig. 14. Les moteurs 44 sont à vitesse réglable, de façon à pouvoir faire tourner une chenille plus rapidement que l'autre dans les courbes de la voie.
Les appareils élévateurs de la voie, repré sentés sur les fig. 16 à 18, seront en général au nombre de deux paires 48-48a convena blement espacées sur la poutre. Chacun de ces appareils constitue une sorte de main- courante emprisonnant le champignon du rail R. Ces mains-courantes sont construites comme une pince à charnière formée de deux éléments assemblés 49 et 50. Les rails sont saisis par des galets 51-52 disposés de part et d'autre sur les pinces.
Celles-ci peuvent pi voter autour d'axes 53 en laissant un certain jeu latéral, ce qui permet aux mains- courantes de se prêter aux divers écartements de rails et aux différentes inclinaisons de ceux-ci. Les mains-courantes sont levées et maintenues par des vérins (hydrauliques ou pneumatiques) 54-55 disposés sur une tra verse 56.
Les appareils excavateurs qui tournent autour de la. voie le long des circuits 57 et 58 sont guidés par des rouleaux tournant sur des axes 59---60-61. Ils glissent sur un bâti coulissant 6,2 et sont entraînés par des roues dentées 63. Ces excavateurs sont sup portés par des mécanismes 64-65 qui les en cadrent. Chacun de ces mécanismes comprend un châssis 66 pouvant coulisser dans des rai nures pratiquées sur les montants 67 et 68 de la poutre 1 (fig. 21). Des traverses 69-70 entretoisent le châssis 6,6.
Le moteur d'entraînement 71 est porté par la traverse 69.
La montée et la descente du châssis cou lissant sont assurées par un double treuil 7,2-73' actionné par deux moteurs 74. Bien entendu, les moteurs 74 tournent en synchro nisme lors de l'élévation ou de l'abaissement du châssis 66.
Pour que les excavateurs soient extensi bles transversalement à la voie, les axes 59---60-61 des rouleaux d'excavateurs tour nent dans des armatures 75-76, lesquelles peuvent coulisser, par exemple au moyen de galets à l'intérieur de la. traverse 70. Les ar matures 75-76 sont rapprochées (position de route fig. 19, ou éloignées, position de tra vail, fig. 20), par l'action d'un dispositif à pignon et crémaillère 77 (ou de vérins pneu matiques, hydrauliques, etc.).
Le ballast déchargé par des godets exca vateurs 78 est reçu par une bande transpor teuse 79 qui l'amène dans. un crible rotatif 80, monté sur la poutre et entraîné par un moteur 81; le principe même de cette dispo sition est d'ailleurs déjà. indiqué dans la forme d'exécution représentée aux fig. 1 à 10.
Le dispositif égalisateur, niveleur et com presseur de ballast, comporte deux branches en fonte 82 dont la forme en V est assez ana logue à celle d'un chasse-neige. Cette pièce est supportée en ses extrémités par de farts ressorts à boudins,<B>83</B> réglables en hauteur au moyen de vis 84 tournant dans des. supports 85. La partie inférieure de cet égalisateur est chanfreinée, afin de répartir, d'égaliser et de comprimer facilement le ballast. Ce système doit pouvoir être replié en position de route pour dégager le gabarit de la voie. A cet ef fet, les supports 85 sont rapprochés de l'axe de la voie, grâce au coulissement des bras 816 qui les portent à l'intérieur d'un manchon 87.
Pour permettre cette déformation, les branches 82--,82 du V peuvent tourner chacune autour d'un axe antérieur 88 et de plus, des coulisses 89 sont prévues aux extrémtés arrière des- dites branches.
Le dispositif égalisateur peut tourner au tour d'axes 90 parallèles à la direction de la poutre, de façon à s'incliner légèrement lors que l'on désire donner au ballast un surhaus- sement convenable d'un certain côté.
Sur le wagon-crible est installée une ca bine 91 occupée par le mécanicien. La direc tion des chenilles avant s'effectue de cette ca bine. Les chenilles arrière sont dirigées par un manoeuvre au moyen d'un volant 92. Le même manoeuvre peut également agir sur les volants 9:31 assurant la descente de l'égalisa teur.
L'énergie nécessaire pour actionner les di vers mécanismes sera fournie, par exemple, par un moteur Diesel accouplé avec une gé nératrice donnant le courant électrique. Le même moteur pourra actionner, en outre, les pompes à air ou à. eau nécessaires pour les vé rins.
Le fonctionnement de cet appareil épura teur est le suivant: Le wagon-crible, en position de route, est amené sur la. voie à reballaster, au point de départ du travail.
Pour passer de la position de route à la position de travail, le wagon est soulevé paz les vérins 41-41. Les boggies 2 et 9a sont démontés et attachés respectivement à l'avant et à l'arrière du véhicule par des câbles 94 de part et d'autre du -dos d'âne qui sera formé par le soulèvement de la voie.
Les trains chenilles sont tirés vers l'exté rieur en position de travail, afin d'encadrer la tète des traverses (fig. 1.5). Ils sont en suite descendus jusqu'à la voie en agissant sur les vérins 41.
Pour la. mise en action des excavateurs, la voie est déséclissée à un joint de rails, et elle est soulevée à l'avant par les. mains-courantes d'avant 48. On fait alors progresser la poutre sur les chenilles, de sorte que l'extrémité sou levée de la voie pénètre à l'intérieur des cein tures formées par les excavateurs préalable ment écartés par extension des armatures 7:5-76, et légèrement descendus par le châs sis 86.
Lorsque les excavateurs sont complè tement engagés sous la voie, on parachève leur mise en position de travail en commen çant l'épuration, les excavateurs étant mis en marche au moyen des moteurs 71.
L'égalisateur niveleur de ballast est intro duit sous la voie après avoir été ouvert en position de travail. Sa descente est effectuée progressivement.
Enfin, on peut éclisser la voie à nouveau à l'arrière de la machine, et mettre en action également les dispositifs élévateurs d'ar rière 48a.
Comme dans. la forme d'exécution décrite et représentée aux fi g. 1 à 10, afin de per mettre la circulation des galets de préhension 52 à l'intérieur des rails, les éclisses inté rieures sont enlevées et les éclisses extérieu res sont maintenues provisoirement, par exem ple, par des boulons à tête plate.
Les opérations inverses des précédentes sont exécutées lors de la cessation du travail. Bien entendu, l'invention n'est pas limi tée aux exemples représentés. On peut, par exemple, pour le dispositif élévateur repré senté aux fig. 1 à 10, utiliser des galets in clinés ou, au lieu d'un châssis à rouleaux, un simple patin dont le dessus serait bombé, les traverses glissant alors sur le patin, ou bien encore utiliser un dispositif à galets et électro aimants.
On peut encore employer tout autre appareil excavateur, de transporteur ou de crible. Les organes de déplacement latéral et: vertical à crémaillère et pignon peuvent éga lement être remplacés par des dispositifs à vis et écrous:, vérins hydraulique ou pneumati que, ou d'autres appareils.
De même, la machine décrite comme va riante peut être utilisée spécialement pour le relevage de voie, c'est-à-dire pour l'opération qui consiste à déverser du ballast neuf et en suite à soulever la voie et à introduire ce bal last sous les traverses.
Dans ce but, et sans sortir du cadre de l'invention, la poutre pourra ne pas comporter d'excavateurs, ou bien,si elle en comporte, ils resteront inactifs. Une telle application peut être envisagée aussi bien dans l'appareil de progression sur la voie elle-même que dans celui de progression sur chenilles, avec un wagon à grand empat tement du type représenté aux fig. 1 à 10.
Au surplus, au lieu de rouler soit sur boggies, soit sur chenilles, le wagon-crible pourrait progresser sur un chemin de roule ment auxiliaire, encadrant la voie et posé pro visoirement pour l'exécution du travail d'épu ration.