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"SYSTEME D'EPURATION CONTINUE DU BALLAST DES VOIES FERRÉES "
Avec les méthodes actuelles, le travail d'épurationr:du ballast nécessite un temps et une main-d'oeuvre considérables.
Il faut enlever le ballast à épurer à la pioche et à la pelle, le passer au crible, le reprendre et reballaster la voie, toutes opérations longues et onéreuses. On utilise également divers systèmes mécaniques montés sur matériel roulant, mais ces derniers sont d'un débit relativement lent, ou bien ne peuvent être utilisés que sur voie double, ce qui a pour inconvénient d'immobiliser le trafic sur deux voies et surtout
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d'être inutilisables en cas de voie unique.
La présente invention a pour objet un procédé d'épu- ration continue du ballast pouvant donner un débit considérable et remarquable, notamment en ce qu'il consiste à utiliser un wagon crible et ciroulant sur la voie même à nettoyer, et suscep- tible, par suite, d'être employé sur voie unique, le dit wagon roulant sur deux boggies sur lesquels est montée une poutre rigide portant des dispositifs élévateurs de la voie, et à la partie médiane un système mécanique d'excavateurs et de criblage.
Les dispositifs élévateurs sons disposés de part et d'autre du système excavateur afin que la voie soit soulevée en forme d'arc sous une partie de la longueur de la poutre pour permettre le passage des excavateurs sous la voie, et leur rotation continue autour de la poutre et de la voie pendant la progression de l'ensemble du système*
Le ballast à épurer, enlevé par les excavateurs, est amené au dispositif de criblage sur la poutre, et est déversé sur la voie d'une manière continue, après épuration.
Dans un mode d'exécution les dispositifs de soulèvement comportent un ohâssis mobile verticalement au moyen de crémail- lères ou organes analogues, des traverses mobiles transversale- ment, indépendamment l'une de l'autre, et des galets montés en bout de ces traverses, les dits galets étant destinés à accro- cher et retenir la voie par les rails pendant l'action de sou- lèvement.
Selon une autre caractéristique, le système comporte une série d'appareils excavateurs placés à la partiemédiane de la poutre. Les hauteurs respectives de ces appareils étant réglées au moyen d'organes appropriés, de telle sorte que la couche de ballast soit enlevée progressivement pendant l'avance
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du système, le premier excavateur enlevant la couche superfi- cielle, et le dernier excavateur arasant la plate-forme.
Une autre forme d'exécution particulièrement avantageuse du principe ci-dessus est caractérisée principa- lement en ce que :
1 - Lors du passage de la position de route à la posi- tion de travail le train de roulement ordinaire pour rails est enlevé ou relevé, le wagon-crible progressant ensuite sur le ballast lui-même pendant le travail d'épuration par l'intermé- diaire de trains de chenilles encadrant les traverses.
Dans cette nouvelle forme d'exécution pour la mise en action des excavateurs, la voie est également suspendue par des systèmes élévateurs, de telle façon que l'avancement de l'engin a pour effet de soulever progressivement la voie et de permettre le passage des excavateurs sous celle-ci, ainsi que leur rotation continue autour de la charpente métallique du wagon et autour de la voie elle-même pendant la progression du système.
Cette réalisation du wagon-crible permet de donner celui-ci une faible longueur, car la voie est complètement libre sous la poutre, de sorte que la longueur de celle-ci n'est pas conditionnée par la longueur de l'arc de déformation de la voie.
2 - Les excavateurs sont montés sur des châssis exten- sibles coulissants, qui peuvent être repliés pour dégager le gabarit de la voie en position de route.
3 - Le wagon-crible est complété par un dispositif égalisateur,niveleur et compresseur de ballast, agissant pour répartir uniformément, niveler et comprimer sur la voie le ballast épuré, avant la descente de la voie, de telle façon que
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celle-ci subisse un garnissage immédiat sous traverses avec le ballast épuré.
L'invention comprend également des perfectionne- ments relatifs aux systèmes élévateurs de la voie.
.au. dessin schématique annexé', -donné à titre d'exemple :
La fig.l est une vue en élévation du système épurateur en action.
La fig. 2 est une vue en plan de la fig.l.
La fig.3 est une vue en bout de la fig.l.
La fig. 4 est une coupe transversale à plus grande échelle, suivant la ligne 4-4 de la fig.l.
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, suivant la ligne 6-6 de la fig,l 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 représentant l'un des appareils excavateurs à plus grande échelle.
La fig.9 représente schématiquement en élévation une variante du dispositif de soulèvement de la voie.
La fig.10 est une coupe suivant la ligne 10-10 de la fig. 9.
Les fig.ll à 23 sont relatives à une autre forme d'exécution.
La fig.ll est une vue en élévation du système en position de route.
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La fig.12 montre le mëme en position de travail.
La fig.13 est une vue à plus grande échelle correspondant à la précédente.
Les fig.14 et 15 sont des vues des trains de chenilles en coupe transversale, respectivement selon les plans e - f de la fig.ll et x - de la fig.13.
La fig.16 est une vue schématique d'un système de préhension et d'élévation de la voie, correspondant à une soupe selon le plan ± - h de la fig.13.
La fig.17 est une vue de détail à plus grande échelle, correspondant à la figure précédente.
La fig.18 donne une vue de faee d'un système élévateur.
Les fig.19 et 20 sont des vues des systèmes excavateurs, en coupe transversale, respectivement selon les plans m - n de la fig.ll et a - b de la fig.13.
La fig.21 est une vue schématique de face 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 23 représentent le dispositif égalisateur, niveleur et compresseur de ballast, la première en coupe selon le plan ± - ± de la fig.13, la seconde en plan.
Dans le système représenté 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 un certain nombre de dispositifs élévateurs de voie 3 (quatre dans l'exemple du dessin). 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
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châssis se déplace verticalement au moyen d'une crémaillère 5 formant cric, en prise avec un pignon 6; la crémaillère 5 est solidaire du châssis 4 et le pignon 6 est monté d'une manière appropriée sur la poutre 1. Une manivelle 7, ou tout autre organe de manoeuvre, assure la rotation du pignon 6.
A la base du châssis deux traverses 8 sont montées et sont appropriées pour se déplacer indépendamment l'une de l'autre respectivement sur la droite et sur la gauche du ehâssis 4 au moyen, par exemple, de crémaillères 5a et de pignons 6a, ou de tout autre organe de manoeuvre. En bout de chaque traverse 8 sont fixés deux galets 9 (voir fig.7); ces galets sont, par exemple, articulés sur un axe vertical 10 et munis de roulements à billes ou à rouleaux 11. Les galets 9 sont, en outre, munis sur leur circonférence d'une gorge 12 ayant un profil correspondant au ohampignon du rail à soulever.
Afin de permettre la circulation du galet 9 à l'inté- rieur du rail, l'éclisse intérieure est enlevée, et l'éclisse extérieure 13 est maintenue provisoirement au moyen de boulons à tête plate,14.
±. la partie médiane de la poutre 1, quatre, ou un autre nombre d'excavateurs 15 sont installés. Aux fig.4 et 8 on a représenté à plus grande échelle l'un des excavateurs.
Les excavateurs 15 seront de tout type approprié,étant constitués en principe par un cadre 16 reposant sur la poutre 1.
Ce cadre est susceptible de se déplacer latéralement au moyen d'un dispositif mécanique queloonque; le dispositif représenté comporte une crémaillère 5b fixée à la poutre, en prise avec un pignon 6b commandé par exemple par un système à vis sans fin et manivelle 17. Sur le cadre 16 une armature 18 est montée, de façon à pouvoir se déplacer verticalement et être réglée en
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hauteur au moyen d'une crémaillère 5c en prise avec un pignon à manivelle 6 fixé sur le cadre, ou à l'aide de tout autre dispositif. Sur l'armature 18, des rouleaux entraîneurs 19 sont montés convenablement pour entraîner une chaîne sans fin 20 muniede godets 21. Une poulie 22, ou autre organe, est prévue pour actionner la chaîne à gpdets 20.
Cette poulie est par exemple clavetée en bout d'arbre des rouleaux 19.
Une bande transporteuse 23. montée sur la poutre 1, est entrafnée par un système moteur quelconque et reçoit le ballast déchargé par les godets 21. La bande 23, d'un type quelconque, est placée sous les excavateurs 15 à leur partie supérieure, et se prolonge de façon à décharger le ballast à cribler dans un crible rotatif, ou autre, 24, monté sur la poutre 1. Le crible 24 est entraîné par une poulie25 au moyen d'un système moteur quelconque.
En dessous du crible, une trémie 26 reçoit les résidus, terres, ou éléments impropres au ballast; cette trémie de forme convenable, comporte à sa base une ouverture 27 pour l'évacuation des matériaux éliminés au criblage. L'ouverture 27 débouche en face d'un second transporteur 23a transversal à la voie, et entraîné à grande''vitesse par un système moteur quel- conque. Le transporteur 23a se prolonge extérieurement jusqu'en 28.
A l'extrémité du crible 24 un récépient 29, fixé à la poutre 1, et placé transversalement, reçoit le ballast.
Ce récépient, comme représenté aux fig.l et 5, comporte un réservoir supérieur 30 dans lequel débouchent deux goulottes 31.
Celles-ci sont en pente et placées sensiblement à l'aplomb de chaque rail.
Le fonctionnement du système épurateur est le
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suivait :
Le wagon-crible est remorqué sur la voie à rebal- laster à 1'endroit voulu.
Au moyen de la crémaillère 5 et du pignon 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 longueur.
En manoeuvrant les crémaillères 5c-6c on abaisse les supports d'excavateurs 18 et on opère le montage en position de travail des chaînes à godets qui étaient préalablement rele- vées de part et d'autre du châssis 18 en position de route.
Les excavateurs 15, les transporteurs 23 et 23a, ainsi que le crible 24, sont alors mis en mouvement, le wagon est remorqué dans le sens de la flèche, et on abaisse progressivement les excavateurs, de façon que le premier entraîne la couche su- perficielle, 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 ballast à nettoyer enlevé par les excavateurs se décharge sur le transporteur 23 qui, à son tour, le conduit dans le crible 24. Le ballast impropre et les résidus s'échappant du crible dans la trémie 26, tombent sur le transporteur 23a,
En raison\de sa position transversale et de sa grande vitesse d'entraînement, le transporteur 23a projette hors de la voie les éléments impropres.
Le ballast criblé sort du crible 24 et tombe dans le réservoir 30 d'où. il s'écoule par les goulottes 31.
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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 wagon, d'égaliser le ballast, de le bourrer, et de replacer les éolisses 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 la wagon grâce au déplacement latéral effectué de façon convenable des dispositifs élévateurs 3.
L'emploi de ce système épurateur est extrêmement simple et très efficace; de plus il permet de réaliser une économie importante de main-d'oeuvre et un gain de temps oonsi- dérable pour l'exécution d'épuration du ballast. La vitesse d'avancement du système peut aisément atteindre 150 mètres par heure.
Aux fig. 9 et 10 on a représenté une variante du système élévateur, dans laquelle le dispositif est constitué par deux éléments 32 et 33 fixés à la poutre 1; ces éléments comportent une armature 54 réglable en hauteur et latéralement par un moyen quelconque. A la base de cette armature sont fixés deux châssis longitudinaux 35 et 36 recourbés à leurs extrémités en 37 et 38.
Sur ces châssis un certain nombre de rouleaux 32 sont montés fous, 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 crics. Les châssis sont amenés sous les traverses, et le dispositif est réglé et bloqué en hauteur et en inclinaison.
Au fux et à mesure de l'avancement du wagon-crible la voie sera soulevée par l'élément avant 33, les traverses
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reposant successivement sur les rouleaux. La voie repose ensuite sur l'élément arrière, avant de se replacer d'elle-même sur le ballast cribla. Les excavateurs et le crible fonctionnant comme 'décrit ci-dessus. Dans les courbes, la voie conserve sa courbure sous le wagon grâce à la présence de galets 40 s'appuyant sur les rails.
Il est à noter, en outre, que l'ensemble du système reste 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.ll à 23, le système épurateur est constitué par une poutre rigide 1 en treillis métallique par exemple. En position de route cette poutre repose et roule sur la voie V par deux boggies 2 et 2a.
Sur cette poutre sont montés des groupes de vérins 41, électriques, hydrauliques' ou pneumatiques, qui permettent 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 trains de chenilles 42-42a' au nombre de doux dans l'exemple du dessin. Chacun d'eux est monté sur la poutre à la faon d'un boggie dont la cheville ouvrière 43 serait orientable.
Le boggie avant 42 est seul moteur. La fraction est réalisée par un moteur 44 dont le mouvement est transmis par chaînes 45 aux roues de la chenille.
Les chenilles sont rendues solidaires des boggies au moyen de fusées coulissantes 46 pénétrant dans un manchon 47.
Cette disposition est adoptée pour dégager en position de route le gabarit de la voie, ainsi qu'il est montré sur la fig.15.
Les moteurs 44 sont à vitesse réglable, de façon à pouvoir faire
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tourner une chenille plus rapidement que l'autre dans les courbes de la voie.
Les systèmes élévateurs de la voie, tels que représentés sur les fig.16 à 18, seront en général au nombre de deux paires 48-48a, convenablement espacées sur la poutre.
Chacun de ces systèmes 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 pivoter 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 traverse 56.
Les systèmes excavateurs qui tournent autour de la voie le long des circuits 57 et 58 sont apportés par des rou- leaux tournant sur des axes 59-60-61. Ils glissent sur un bâti coulissant 62 et sont entraînés par des roues dentées 63. Ces excavateurs sont supportés par des mécanismes 27-28 qui les encadrent. Chacun de ces méoanismes comprend essentiellement un châssis 66 pouvant coulisser dans des rainures pratiquées sur les montants 67 et 68 de la poutre 1 (fig.21). Des traverses 69-70 entretoisent le châssis 66.
Le moteur d'entraînement 71 est porté par la traverse 69.
La montée et la descente du châssis coulissant sont assurées par un double treuil 72-73 actionné par un moteur 74.
Bien entendu les moteurs 74 tournent en synchronisme lors de l'élévation ou de l'abaissement du châssis 66.
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Pour que les systèmes excavateurs soient extensibles transversalement à la voie, les axes 59-6D-61 des rouleaux d'excavateurs tournent dans des armatures 75-76, lesquelles peuvent coulisser par exemple au moyen de galets à l'intérieur de la traverse 70. Les armatures 75-76 sont rapprochées (position de route fig,19j ou éloignées,position de travail fig.20) par l'action d'un dispositif approprié tel qu'un système de pignon et crémaillère 77 ou de vérins pneumatiques, hydrauliques, etc.,
Le ballast déchargé par des godets excavateurs 78 est reçu par une bande transporteuse 79 qui l'amène dans un crible rotatif ou autre, 80, monté sur la poutre 1 et entraîné par un système moteur 81 ;
le principe même de cette disposition est d'ailleurs déjà indiqué dans le mode de réalisation repré- senté aux fig.l à 10.
Le système égalisateur, niveleur et compresseur de ballast, est constitué essentiellement par une pièce en fonte 82 dont la forme en V est assez analogue à celle d'un chasse-neige.
Cette pièce est supportée en ses extrémités par de forts ressorts à boudins 85. réglables en hauteur au moyen de vis 87 tournant dans des supports 88. 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. cet effet les supports 85 sont rapprochés de l'axe de la voie, grâce au aoulissement des bras 86 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 extrémités arrière des dites branches.
Le dispositif égalisateur peut tourner autour d'axes
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90 parallèles à la direction de la poutre, de façon à s'incliner légèrement lorsque l'on désire donner au ballast un surhausse- ment convenable d'un certain cote.
Sur le wagon-crible est installée une cabine 91 occupée par le mécanicien. La direction des chenilles avant s'effectue de'cette cabine. Les chenilles arrière sont dirigées par un manoeuvre, au moyen d'un volant 92. Le même manoeuvre peut également agir sur les volants 93 assurant la descente de l'égalisateur.
L'énergie nécessaire pour actionner les divers mécanismes sera fourniepar exemple par un moteur Diesel accouplé avec une génératrice donnant le courant électrique. Le même moteur pourra actionner, en outre, les pompes à air ou à eau nécessaires pour les vérins.
Le fonctionnement de ce système épurateur s'opère comme suit .
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 par les vérins 41-41. Les Boggies 2 et 2a 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 vcie.
Les trains chenilles sont tirés vers l'extérieur en position de travail afin d'encadrer la tête des traverses (fig.15). Ils sont ensuite descendus jusqu'à la voie en agis- sant 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
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l'avant par les mains-courantes d'avant 48. On fait alors progresser la poutre sur les ohenilles, de sorte que l'extré- mité soulevée de la voie pénètre à l'intérieur des ceintures formées par les excavateurs préalablement écartés par extension des armatures 75-76, et légèrement descendus par le châssis 86.
Lorsque les excavateurs sont complètement engagés sous la voie, on parachève leur mise en position de travail en commençant l'épuration, les excavateurs étant mis en marche au même moment au moyen des moteurs 71.
L'égalisateur niveleur de ballast est introduit 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'ar- rière de la machine, et mettre en action également les dispo- sitifs élévateurs d'arrière 48a.
Comme dans le mode de réalisation décrit et repré- senté aux fig.l à 10, afin de permettre la circulation des galets de préhension 52 à l'intérieur des rails, les éclisses intérieures sint enlevées et les éclisses extérieures sont maintenues provisoirement par tout moyen approprié, par exemple 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 limitée au mode d'exécution décrit ci-dessus, ni aux exemples représentés.
On peut, par exemple, pour le dispositif élévateur représenté aux fig.l à 10 utiliser des galets inclinés, 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
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employer tout autre système d'excavateur, de transporteur ou de crible. Les organes de déplacement latéral et vertical à crémaillère et pignon peuvent être également remplacés par un système à vis et écrous, vérin hydraulique ou pneumatique, ou d'autres systèmes.
De même l'appareil décrit eomme variante peut être utilisé spécialement pour le relevage de voie, c'est-à- dire pour l'opération qui consiste à déverser du ballast neuf et ensuite à, soulever la voie et à introduire ce ballast sous les traverses. Dans ce but, et sans sortir du cadre de l'inven- tion, la poutre pourra ne pas comporter d'excavateurs, ou bien si elle en comporte ils resteront inactifs. Une telle appli- cation peut être envisagée aussi bien dans le système de pro- gression sur la voie elle-même que dans celui de progression sur chenilles, avec un wagon à grand empattement 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 roulement auxiliaire. encadrant la voie, et posé provisoirement pour l'exécution du travail d'épuration.
**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.
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"CONTINUOUS PURIFICATION SYSTEM OF THE RAILWAY BALLAST"
With current methods, the work of purifying ballast requires considerable time and labor.
It is necessary to remove the ballast to be purified with the pick and the shovel, to sift it, to recover it and to reballaster the track, all long and expensive operations. We also use various mechanical systems mounted on rolling stock, but these are relatively slow flow, or can only be used on double track, which has the disadvantage of immobilizing the traffic on two tracks and especially
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to be unusable in the event of a single channel.
The present invention relates to a process for the continuous purification of the ballast which can give a considerable and remarkable flow rate, in particular in that it consists in using a screening wagon and circulating on the same track to be cleaned, and which is susceptible to consequently, to be used on a single track, the said wagon running on two bogies on which is mounted a rigid beam carrying lifting devices of the track, and in the middle part a mechanical system of excavators and screening.
The lifting devices are arranged on either side of the excavator system so that the track is raised in the form of an arc under part of the length of the beam to allow the passage of the excavators under the track, and their continuous rotation around beam and track during progression of the whole system *
The ballast to be cleaned, removed by the excavators, is brought to the screening device on the beam, and is discharged onto the track in a continuous manner, after purification.
In one embodiment, the lifting devices comprise a frame movable vertically by means of racks or the like, crossmembers movable transversely, independently of one another, and rollers mounted at the end of these crossbars. , said rollers being intended to hook and hold the track by the rails during the lifting action.
According to another characteristic, the system comprises a series of excavating devices placed at the median part of the beam. The respective heights of these devices being regulated by means of suitable means, so that the ballast layer is gradually removed during the advance.
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of the system, with the first excavator removing the surface layer, and the last excavator leveling the platform.
Another particularly advantageous embodiment of the above principle is characterized mainly in that:
1 - During the passage from the road position to the working position the ordinary undercarriage for rails is removed or raised, the screen car then progressing over the ballast itself during the purification work by the intermediary of crawler tracks flanking the sleepers.
In this new embodiment for activating the excavators, the track is also suspended by lifting systems, so that the advancement of the machine has the effect of gradually raising the track and allowing the passage of excavators under it, as well as their continuous rotation around the metal frame of the wagon and around the track itself as the system progresses.
This realization of the screen wagon makes it possible to give it a small length, because the track is completely free under the beam, so that the length of the latter is not conditioned by the length of the deformation arc of the way.
2 - The excavators are mounted on sliding extendable frames, which can be folded to release the gauge from the track in the road position.
3 - The screen wagon is completed by an equalizer, leveler and ballast compressor, acting to uniformly distribute, level and compress the cleaned ballast on the track, before lowering the track, so that
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it undergoes an immediate filling under sleepers with the purified ballast.
The invention also includes improvements relating to track lifting systems.
.at. attached schematic drawing ', - given by way of example:
Fig.l is an elevational view of the scrubber system in action.
Fig. 2 is a plan view of fig.l.
Fig.3 is an end view of fig.l.
Fig. 4 is a cross section on a larger scale, taken along line 4-4 of fig.l.
Fig. 5 is a section on a larger scale, taken along line 5-5 of Fig. 1.
Fig. 6 is a cross section, taken along the line 6-6 of Fig, l showing one of the track lifting devices by direct action on the rails'
Fig.7 is a partial section on a larger scale, corresponding to Fig.6 and showing the detail of a lifting roller.
Fig. 8 is an elevational view showing one of the excavating devices on a larger scale.
Fig.9 shows schematically in elevation a variant of the track lifting device.
Fig. 10 is a section taken along line 10-10 of fig. 9.
The fig.ll to 23 relate to another embodiment.
Fig.ll is an elevational view of the system in the road position.
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Fig.12 shows the same in working position.
Fig. 13 is a view on a larger scale corresponding to the previous one.
The fig.14 and 15 are views of the crawler tracks in cross section, respectively according to the planes e - f of fig.ll and x - of fig.13.
Fig. 16 is a schematic view of a system for gripping and raising the track, corresponding to a soup according to the plane ± - h of fig. 13.
Fig. 17 is a detail view on a larger scale, corresponding to the previous figure.
Fig. 18 gives a front view of an elevator system.
Fig. 19 and 20 are views of the excavating systems, in cross section, respectively according to the planes m - n of fig.ll and a - b of fig.13.
Fig. 21 is a schematic front view of one of the extendable sliding frames, carrying the excavators. It corresponds to a section on the plane c - d of fig. 13.
Figs. 22 and 23 show the equalizer, leveler and ballast compressor device, the first in section on the ± - ± plane of fig. 13, the second in plan.
In the system shown in FIGS. 1 to 8, the purifying device comprises a rigid beam 1, mounted for example on two bogies 2 provided with axles and wheels allowing movement on the track. On beam 1 are fixed a number of track lifting devices 3 (four in the example of the drawing). In fig. 6 and 7, the devices 3 are shown on a larger scale. These devices comprise for example a frame 4 slidably mounted on the beam 1. This
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the frame moves vertically by means of a rack 5 forming a jack, engaged with a pinion 6; the rack 5 is integral with the frame 4 and the pinion 6 is mounted in an appropriate manner on the beam 1. A crank 7, or any other operating member, ensures the rotation of the pinion 6.
At the base of the frame two cross members 8 are mounted and are suitable for moving independently of each other on the right and on the left of the frame 4 respectively by means, for example, of racks 5a and pinions 6a, or any other maneuvering device. At the end of each cross member 8 are fixed two rollers 9 (see fig.7); these rollers are, for example, articulated on a vertical axis 10 and provided with ball or roller bearings 11. The rollers 9 are, moreover, provided on their circumference with a groove 12 having a profile corresponding to the mushroom of the rail to raise.
In order to allow the movement of the roller 9 inside the rail, the inner fishplate is removed, and the outer fishplate 13 is temporarily held by means of flat head bolts, 14.
±. the middle part of the beam 1, four, or another number of excavators 15 are installed. In fig. 4 and 8, one of the excavators is shown on a larger scale.
The excavators 15 will be of any suitable type, being constituted in principle by a frame 16 resting on the beam 1.
This frame is capable of moving laterally by means of a mechanical device queloonque; the device shown comprises a rack 5b fixed to the beam, engaged with a pinion 6b controlled for example by a worm and crank system 17. On the frame 16 a frame 18 is mounted, so as to be able to move vertically and be settled in
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height by means of a rack 5c engaged with a crank pinion 6 fixed to the frame, or by means of any other device. On the frame 18, drive rollers 19 are suitably mounted to drive an endless chain 20 provided with buckets 21. A pulley 22, or other member, is provided to actuate the chain gpdets 20.
This pulley is for example keyed at the end of the shaft of the rollers 19.
A conveyor belt 23. mounted on the beam 1, is driven by any motor system and receives the ballast unloaded by the buckets 21. The belt 23, of any type, is placed under the excavators 15 at their upper part, and extends so as to discharge the ballast to be screened in a rotary screen, or the like, 24, mounted on the beam 1. The screen 24 is driven by a pulley 25 by means of some motor system.
Below the screen, a hopper 26 receives the residues, soil, or elements unsuitable for ballast; this suitably shaped hopper has at its base an opening 27 for the evacuation of the materials eliminated by screening. The opening 27 opens in front of a second conveyor 23a transverse to the track, and driven at high speed by any motor system. The conveyor 23a extends externally until 28.
At the end of the screen 24 a receptacle 29, fixed to the beam 1, and placed transversely, receives the ballast.
This receptacle, as shown in fig.l and 5, comprises an upper reservoir 30 into which two chutes 31 open.
These are sloping and placed substantially in line with each rail.
The operation of the scrubber system is
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followed:
The screen car is towed on the track to be rebalanced to the desired location.
By means of rack 5 and pinion 6, the lifting devices 3 are brought up to the height of the rail. The rollers 9 are brought into contact with the mushrooms of the rails by action on the racks 5a and pinions 6a. The height of the devices 3 is then adjusted, so that those in the center are higher than those at the ends; the track is thus raised in an arch over a certain length.
By maneuvering the racks 5c-6c, the excavator supports 18 are lowered and the assembly in working position of the bucket chains which were previously raised on either side of the frame 18 in the road position.
The excavators 15, the conveyors 23 and 23a, as well as the screen 24, are then set in motion, the wagon is towed in the direction of the arrow, and the excavators are gradually lowered, so that the first drives the top layer. perficiel, and the last level the platform of the way,
As the wagon advances, thanks to the rollers 9 engaged with the rails, the devices 3 lift the track, the ballast to be cleaned removed by the excavators is discharged onto the conveyor 23 which, in turn, the led into the screen 24. The unsuitable ballast and the residues escaping from the screen in the hopper 26, fall on the conveyor 23a,
Due to its transverse position and high driving speed, conveyor 23a throws unsuitable elements out of the way.
The screened ballast leaves the screen 24 and falls into the tank 30 from where. it flows through the chutes 31.
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Due to the arrangement of the chutes 31, the ballast falls on the rails and is thus divided and distributed evenly between the rails. It is then sufficient, after the passage of the wagon, to equalize the ballast, to stuff it, and to replace the internal wind turbines which had been previously removed to allow the passage of the rollers of the lifting devices.
In curves, the track is kept in its place under the wagon thanks to the lateral displacement carried out in a suitable way of the lifting devices 3.
The use of this purifying system is extremely simple and very efficient; moreover, it makes it possible to achieve a significant saving in labor and a considerable saving of time for the execution of ballast purification. The forward speed of the system can easily reach 150 meters per hour.
In fig. 9 and 10 show a variant of the lifting system, in which the device consists of two elements 32 and 33 fixed to the beam 1; these elements comprise a frame 54 adjustable in height and laterally by any means. At the base of this frame are fixed two longitudinal frames 35 and 36 curved at their ends at 37 and 38.
On these frames a certain number of rollers 32 are mounted idle, the interval between two rollers being less than the width of a cross member.
In this case, the track is first lifted using jacks. The frames are brought under the cross members, and the device is adjusted and locked in height and inclination.
As the screen wagon advances, the track will be lifted by the front element 33, the sleepers
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successively resting on the rollers. The track then rests on the rear element, before replacing itself on the screened ballast. The excavators and the screen operating as described above. In curves, the track retains its curvature under the wagon thanks to the presence of rollers 40 resting on the rails.
It should also be noted that the entire system remains within the normal size of rolling stock and can therefore move without inconvenience over the entire network of railways.
In the variant shown in fig.ll to 23, the scrubber system consists of a rigid beam 1 made of a metal mesh, for example. In road position, this beam rests and rolls on track V by two bogies 2 and 2a.
On this beam are mounted groups of jacks 41, electric, hydraulic 'or pneumatic, which allow the beam to be lifted to pass from the road position to the working position.
For this conversion, the beam wagon is provided with crawler tracks 42-42a 'to the number of soft in the example of the drawing. Each of them is mounted on the beam like a bogie, the kingpin 43 of which is orientable.
The front bogie 42 is the only motor. The fraction is carried out by a motor 44 whose movement is transmitted by chains 45 to the wheels of the caterpillar.
The tracks are made integral with the bogies by means of sliding rockets 46 entering a sleeve 47.
This arrangement is adopted to release the track gauge in the road position, as shown in fig. 15.
The motors 44 are speed adjustable, so as to be able to
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turn one track faster than the other in bends in the track.
The elevating systems of the track, as shown in Figs. 16 to 18, will generally be two pairs 48-48a, suitably spaced on the beam.
Each of these systems constitutes a sort of handrail enclosing the head of the rail R. These handrails are constructed as a hinged clamp formed of two assembled elements 49 and 50. The rails are gripped by rollers 51-52 arranged in on both sides on the clamps. These can pivot around axes 53 leaving a certain lateral play, which allows the handrails to accommodate the various rail spacings and the various inclinations thereof.
The handrails are lifted and held by hydraulic or pneumatic cylinders 54-55 arranged on a cross member 56.
The excavating systems which revolve around the track along the circuits 57 and 58 are brought by rollers rotating on axes 59-60-61. They slide on a sliding frame 62 and are driven by toothed wheels 63. These excavators are supported by mechanisms 27-28 which frame them. Each of these mechanisms essentially comprises a frame 66 which can slide in grooves made on the uprights 67 and 68 of the beam 1 (fig.21). Cross members 69-70 brace the frame 66.
The drive motor 71 is carried by the cross member 69.
The ascent and descent of the sliding frame are ensured by a double winch 72-73 actuated by a motor 74.
Of course, the motors 74 rotate in synchronism during the raising or lowering of the frame 66.
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So that the excavator systems are extendable transversely to the track, the axes 59-6D-61 of the excavator rollers rotate in frames 75-76, which can slide for example by means of rollers inside the cross member 70. The frames 75-76 are brought together (road position fig, 19j or moved away, working position fig. 20) by the action of an appropriate device such as a rack and pinion system 77 or pneumatic or hydraulic cylinders, etc.,
The ballast unloaded by excavator buckets 78 is received by a conveyor belt 79 which brings it into a rotary screen or the like, 80, mounted on the beam 1 and driven by a motor system 81;
the very principle of this arrangement is moreover already indicated in the embodiment shown in FIGS. 1 to 10.
The equalizer, leveler and ballast compressor system consists essentially of a cast iron part 82 whose V-shape is quite similar to that of a snow plow.
This part is supported at its ends by strong coil springs 85. adjustable in height by means of screws 87 rotating in supports 88. The lower part of this equalizer is chamfered in order to easily distribute, equalize and compress the ballast. . This system must be able to be folded into the road position to release the gauge from the track. this effect the supports 85 are brought closer to the axis of the track, thanks to the relaxation of the arms 86 which carry them inside a sleeve 87. To allow this deformation the branches 82-82 of the V can each rotate around it. 'a front axle 88 and more slides 89 are provided at the rear ends of said branches.
The equalizer device can rotate around axes
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90 parallel to the direction of the beam, so as to incline slightly when it is desired to give the ballast a suitable heightening of a certain height.
A cabin 91 occupied by the mechanic is installed on the screen wagon. The front tracks are steered from this cabin. The rear tracks are controlled by a maneuver, by means of a steering wheel 92. The same maneuver can also act on the steering wheels 93 ensuring the descent of the equalizer.
The energy necessary to actuate the various mechanisms will be supplied, for example, by a diesel engine coupled with a generator giving the electric current. The same motor can also operate the air or water pumps required for the jacks.
The operation of this purifying system is as follows.
The screen car, in the road position, is brought onto the track to be reballasted, to the starting point of the work.
To go from the road position to the working position, the wagon is lifted by the jacks 41-41. Bogies 2 and 2a are removed and attached respectively to the front and to the rear of the vehicle by cables 94 on either side of the speed bump which will be formed by the lifting of the screw.
The crawlers are pulled outwards into the working position in order to frame the head of the sleepers (fig. 15). They are then lowered to the track by acting on jacks 41.
To activate the excavators, the track is split at a joint between the rails, and it is lifted at
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the front by the front handrails 48. The beam is then made to advance on the tracks, so that the raised end of the track penetrates inside the belts formed by the excavators previously separated by extension frames 75-76, and slightly lowered by the frame 86.
When the excavators are completely engaged under the track, their putting into working position is completed by starting the purification, the excavators being started at the same time by means of the motors 71.
The ballast leveling equalizer is inserted under the track after having been opened in the working position.
Its descent is carried out gradually.
Finally, the track can be spliced again at the rear of the machine, and the rear lifting devices 48a can also be activated.
As in the embodiment described and shown in Figs. 1 to 10, in order to allow the movement of the gripping rollers 52 inside the rails, the internal fishplates are removed and the outer fishplates are temporarily held by any means. suitable, eg flat head bolts.
The reverse operations of the previous ones are carried out when the job is stopped.
Of course, the invention is not limited to the embodiment described above, nor to the examples shown.
It is possible, for example, for the lifting device shown in fig.l to use inclined rollers, or, instead of a roller frame, a simple shoe whose top would be convex, the cross members then sliding on the shoe, or else use a device with rollers and electromagnets. We can still
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use any other excavator, conveyor or screen system. The lateral and vertical rack and pinion displacement members can also be replaced by a screw and nut system, hydraulic or pneumatic cylinder, or other systems.
Likewise, the apparatus described as a variant can be used especially for lifting the track, that is to say for the operation which consists in dumping new ballast and then in lifting the track and inserting this ballast under the rails. sleepers. For this purpose, and without departing from the scope of the invention, the beam may not include excavators, or if it does, they will remain inactive. Such an application can be envisaged both in the progression system on the track itself and in that of progression on tracks, with a long wheelbase wagon of the type shown in FIGS. 1 to 10.
In addition, instead of rolling either on bogies or on tracks, the screen car could progress on an auxiliary track. framing the track, and placed provisionally for the execution of the purification work.
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