Brevet FR2559174A1 — publié le 19850809

ENGIN DE TRAVAUX SUR VOIE FERREE A AVANCEMENT CONTINU L'invention se rapporte à un engin de travaux sur voie ferr6e à avancement continu, comprenant un châssis principal doté d'organes de roulement sur la voie et un châssis auxiliaire supportant des organes de travail tels que des groupes de bourrage de ballast et de relevage-ripage de voie, ce dePnier châssis étant mobile et pouvant se déplacer en translation le long du châssis principal sous l'action de moyens d'entraînement de façon à avancer, au cours des travaux, pas à pas par rapport à la voie tandis que l'engin progresse de façon continue. Un engin de ce genre se caractérise, en fonctionnement, par tn avaneement continu du châssis principal auquel se superpose un avancement discontinu du châssis mobile supportant les organes de travail. Ce dernier doit en effet, dans le eas notamment d'une machine à bourrer la voie, démarrer, freiner et s'arreteP à chaque cycle de travail, sur un trajet de déplacement relativement court déterminé par exemple par un intervalle de 50 à 60 cm entre les traverses de la voie. On connait déjà des bourreuses de voies ferrées conçues à cet effet, dans lesquelles le châssis mobile porteur des organes de bourrage et de relevage-ripage est réalisé à partir d'un châssis reposant à l'arrière sur un essieu circulant sur les rails entre les organes de roulement du châssis principal de la bourreuse. Ce châssis est muni à sa partie avant de deux timons coulissant par rapport au châssis principal dans des dispositifs de guidage appropriés. Le châssis mobile est accéléré et freiné à chaque cycle de travail par un vérin longitudinal, solidaire à une extrémité du châssis mobile et à l'autre extrémité du châssis principal de la bourreuse. Une bourreuse conçue selon ce principe permet d'obtenir une augmentation sensible du rendement en travail par Papport aux bourreuses dans lesquelles les organes de travail sont fixes par rapport au châssis principal et exigent donc, pour leur déplacement de traverse en traverse, l'accélération et le frelnage de l'ensemble de la machine. 5 9 1 7 4 Les bourreuses à avancement continu permettent, dans la phase de déplacement de traverse en traverse des organes de travail, de s'affranchir des conditions d'adhérence roues-rails et, en conséquence, de diminuer notablement la durée de cette phase, puisque les efforts d'accélération ou de décélération des organes de travail ne sont plus à transmettre sous la forme de couples moteurs agissant sur les roues de la machine circulant sur les rails. Les systèmes de translation des groupes de travail, caractérisant ce type de bourreuse, permettent en effet d'imprimer aux groupes de travail des efforts de traction et de freinage beaucoup plus élevés. Un problème particulier à ce type de bourreuse à avancement continu réside cependant dans le compromis qu'il est nécessaire de trouver entre l'augmentation de rendement rendue théoriquement possible par le principe énoncé ci-dessus d'un châssis support des organes de travail en mouvement relatif par rapport au châssis principal de l'engin, et le confort du peronnel de conduite, situé dans les cabines solidaires du châssis principal. Les accélérations et décélérations du châssis mobile supportant les organes de travail qui apparaissent à chaque cycle de travail se traduisent, compte tenu du poids non négligeable de ce châssis mobile, par des réactions d'inertie longitudinales, se répercutant sur le châssis principal de la bourreuse et imprimant aux conducteurs situés dans les cabines des secousses importantes au début et à la fin de la phase déplacement. L'inconfort qui en résulte est d'autant plus sensible que l'on cherche à augmenter davantage le rendement de la bourreuse en accroissant la vitesse de déplacement du châssis mobile. Un autre effet de ces réactions d'inertie se manifeste dans une perte d'adhérence du châssis principal roulant sur les rails au moment o elles apparaissent. Cela nécessite en pratique de donner au châssis principal une charge motrice adhérente la plus élevée possible et conduit donc à des dépenses plus élevées au niveau de l'entralnement de l'engin. La présente invention se propose de fournir un engin à - 2559 1 7 4 avancement continu, du type décrit ci-dessus, pour lequel les réactions d'inertie engendrées par les déplacements discontinus des organes de travail soient éliminées, de façon que l'augmentation de rendement en travail ne soit plus limitée par un inconfort croissant du personnel de conduite. L'invention réside dans le fait qu'un engin du genre considéré comprend en outre un contrepoids mobile, qui est couplé aux moyens d'entraînement du châssis mobile de façon à exécuter des mouvements de translation parallèles à ceux du châssis mobile mais de sens contraire, les quantités de mouvement respectives du contrepoids et du châssis mobile y compris ses organes de travail étant égales et opposées. Autrement dit, les vecteurs quantités de mouvement de ces éléments mobiles sont antiparallèles. Les réactions d'inertie du chassis mobile et du contrepoids mobile, égales et opposées, s'annulent en permenence, faisant ainsi disparattre toute sensation d'inconfort pour le personnel de conduite situé dans les cabines. Le rendement de l'engin peut, en conséquence, être augmenté par réduction du temps d'avancement pas à pas du châssis mobile et de ses organes de travail. Il convient que les centres de gravité respectifs du contrepoids et du châssis mobile y compris les organes de travail se déplacent sur des droites parallèles aussi rapprochées que possible, afin de minimiser les couples de tangage s'exerçant sur le châssis principal. Dans le cas le plus simple, on donnera au contrepoids une masse égale à la masse totale du châssis mobile et des organes qu'il supporte, sa vitesse de translation étant égale en module à celle du chassis mobile. Dans le but de réduire la masse totale de l'engin, on peut aussi donner au contrepoids une masse inférieure à la masse totale du châssis mobile et des organes qu'il supporte; sa vitesse de translation doit alors être supérieure en module à celle du chassis mobile, les modules des vitesses étant dans le rapport inverse des masses. Le contrepoids et le chassis mobile peuvent être actionnés en translation par un moyen moteur commun et être couplés entre eux par un moyen d'accouplement mécanique. Dans une forme d'exécution relative au cas o le châssis mobile, y compris les organes qu'il supporte, et le contrepoids ont une masse égale, ce moyen d'accouplement peut être consitué par une chaîne entratnée par un moteur commun et formant une boucle fermée à deux brins parallèles à la direction de déplacement du châssis mobile et du contrepoids, chacun de ces derniers étant couplé mécaniquement à l'un respectif desdits brins. Le contrepoids et le châssis mobile peuvent aussi être actionnés en translation par des moyens moteurs distincts et être couplés par des moyens de synchronisation. Ces moyens moteurs sont avantageusement des organes d'actionnement hydrauliques, couplés par des moyens de synchronisation électro-hydrauliques. - D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront plus clairement de la description qui va suivre, en regard des dessins annexés, d'un exemple de réalisation non limitatif. La figure 1 représente schématiquement en élévation latérale un engin selon l'invention. La figure 2 représente, à échelle agrandie, la partie de l'objet de la figure 1 o se situent les organes de travail. Les figures 3 et 4 représentent respectivement des coupes suivant les lignes III - III et IV - IV de l'obJet de la figure 2. Pour la clarté de la représentation, les organes de travail ont été omis sur la figure 3. L'engin représenté à la figure 1 comporte un châssis principal 1 comprenant une plate-forme 51 et deux forts longerons 37, et reposant sur la voie 2, constituée par des rails 3 et des traverses 4 sur un lit de ballast 5, par l'intermédiaire de bogies 6, 7. Les roues 8 du bogie 7 sont couplées à un moteur d'entrainement 9 permettant de faire avancer la machine durant les périodes de travail dans le sens indiqué par la flèche 10. L'engin comporte en outre, à l'avant, une cabine de conduite 11 et un groupe d'énergie 12 alimentant notamment le :otr-eur 9 et les organes de travailo Cfs derniers comprennPent une paire de g'oupeDs de relevage- pafe 1 3 (un pa. file de rails 3) et une pa!re de groupes de u a i >_ (ég:=lmzfen t)u rpa fl.e de rails; n vaPriantes coC:FIe tj5 ï-epp':renb sn peut ne prévoir qu.un gPoupe de bourrage, pable de se r aer transVePsalement d'une file de Pails à l'autre) ahaiue groupe de, elevageCripage 13 oomprend un hnassis 9 5 p %t -u -iss' vtcaoserPnt lec long d'una colonner 16 sous 1 act'on d'urn vérin 17 pour relever ane file de rails saisie par de't paires de disques horizontaux 18 poreés parP le hâ.ss. 15, et prijfocer horlzontalement autouP de oestte colonne sous l'action d'un d- tF. ve-Fa pour faire ripe transversaement' la file de Pails par Uît.m-àl:diaire de disques vertiaux 1 9 portés également par le " 15. ,5 Chaque groupe de bourrage 14l comporte tu chassis 20 pouvant coulisser veracalement le long d'une colonne 21 sous l'ction deun vérin 22 et portant une paPire d'outls vibrants de bourrage 23, actionnés par des vérIns 24, qui peuvent pénétrer dae. le ballast 5 de part et d'autre d'une travers@ 4G Les ocganes de travail 13, 14 sont fixes dessous un chcsi.s smobîle 25, pouvant se déplacer en les entrainant le long ód3? chêcsis principal 1, o il est supporté par quatPe galets de 1o.l>ment. veticoaux 26 et guidé par quatre galets horizontaux 27. En outre, quatre autres galets verticaux 28 reprennent les efforts dirPigeés vers le haut que peut subir le châssis mobile 25. Les galets 26, 27, 28 coopèrent avec deux longerons latéraux 29 appart;enant au chassis principal 1 et s'étendant au=dessous des longerons 37. Le châssis mobile 25 est couplé par un entra neuP 30 au 3-G; r-bn r Inférieur 31a d'une chatne sans fin 31 qui s2étend horizonta7ement dans le plan médian du chassis plrincipal i entre deux pignons de renvoi 32, 33 d'axes horizontaux 34, 35 fixes par apDoit. "au chassis principal. L'un de ces pignons est doté d'un goupe moto-réducteur hydraullque 36 d'entraînement en Potation. Les opérations de relevage-ripage de la voie 2, destinées à éliminer les défauts d'alignement qu'elle peut présenter, sont pilotées par un ensemble de nivellement dont est équipé lterngin, qui comprend un fil 43 tendu entre les sommets de deux tiges verticales 44, 45 largement espacées, reposant sur la voie par des roulettes 46, 47. Entre celles-ci est disposé un chariot palpeur de voie 48 supportant une tige verticale 49 au sommet de laquelle est placé un capteur de déplacement 50 qui, en fonction de la position qu'il prend par rapport au fil 43, asservit en nivellement les groupes de relevage-ripage 13. Un autre ensemble analogue assure l'asservissement latéral relatif aux corrections de tracé de la voie. Entre des longerons 37 du châssis principal 1 est guidé en outre, par des plates-bandes 41 solidaires desdits longerons, une masse 38 formant contrepoids à l'égard du chassis mobile 25 et de ses organes de travail 13, 14. Ce contrepoids peut se déplacer en translation, supporté par quatre galets verticaux 39, et guidé par quatre galets horizontaux 40, suivant un chemin rectiligne parallèle au chemin de déplacement du châssis mobile 25. Il est à cet effet doté d'un entraîneur 42 en prise avec le brin supérieur 31b de la chaîne 31. Le contrepoids 38, y compris ses annexes, présente une masse égale à l'ensemble de travail 25, 13, 14 et à ses annexes. Les distances parcourues par ces éléments mobiles sont constamment égales, avec des vitesses égales mais de sens opposés grâce à la synchronisation de leurs mouvements opérée par la chatne 31. En fonctionnement, tous les mouvements de translation longitudinale communiqués à l'ensemble de travail par le groupe moto-réducteur 36, via la chatne 31 par son brin inférieur 31a, déterminent des mouvements de translation longitudinale égaux et en opposition de phase pour le contrepoids 38, de sorte que les efforts d'inertie engendrés par le déplacement pas à pas des groupes de travail sont annulés par compensation. Ainsi, les mouvements des groupes de travail, m-me les plus brutaux, qui correspondent à leur passage rapide d'une traverse 4 à la traverse suivante entre deux opérations de bourrage, n'induisent aucune - secousse néfaste dans le châssis principal 1 et l'ensemble de l'engin. En variante, on peut prévoir deux systèmes d'entraînement en translation indépendants, l'un pour le châssis mobile 25 et l'autre pour le contrepoids 38, chacun d'eux comprenant par exemple une chaine sans fin actionnée par un moteur hydraulique ainsi que décrit ci-dessus, ou un vérin hydraulique horizontal relié au châssis principal. La synchronisation des mouvements contraires n'est alors plus réalisée mécaniquement, mais électro- hydrauliquement: on peut prévoir à cet effet deux capteurs potentiométriques mesurant la distance parcourue respectivement par le châssis mobile et par le contrepoids, qui, selon une loi de commande en vitesse commune, font varier le débit des deux moteurs ou vérins hydrauliques de translation au moyen d'une soupape électro-hydraulique à action proportionnelle. Dans un autre mode de réalisation de l'invention, la quantité de mouvement de compensation, égale et opposée à celle du châssis mobile, est réalisée à l'aide d'un contrepoids de masse plus faible que celle du châssis mobile, mais animé d'une vitesse supérieure à celle de ce dernier, le rapport entre les masses étant égal au rapport inverse des vitesses respectives. Cette forme de réalisation présente l'avantage de diminuer les poids mis en Jeu. Elle nécessite cependant des courses différentes pour le châssis mobile et pour le contrepoids. Les systèmes de synchronisation doivent assurer ici un rapport des vitesses différent de l'unité correspondant par exemple à un rapport de pignons, des cylindrées de moteurs d'entratnement ou des sections de vérins hydrauliques différents. 2 5 5 9 1i74 REVENDICATIONS 1. Engin de travaux sur voie ferrée à avancement continu, comprenant un châssis principal doté d'organes de roulement sur la voie et un châssis auxiliaire supportant des organes de travail tels que des groupes de bourrage de ballast et de relevage-ripage de voie, ce dernier châssis étant mobile et pouvant se déplacer en translation le long du châssis principal sous l'action de moyens d'entraînement de façon à avancer, au cours des travaux, pas à pas par rapport à la voie tandis que l'engin progresse de façon continue, caractérisé par le fait qu'il comprend en outre un contrepoids (38) mobile, qui est couplé aux moyens d'entraînement du châssis mobile (25) de façon à exécuter des mouvements de translation parallèles à ceux du châssis mobile mais de sens contraire, les quantités de mouvement respectives du contrepoids (38) et du châssis mobile (25) y compris ses organes de travail étant égales et opposées. 2. Engin selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le contrepoids (38) a une masse égale à la masse totale du châssis mobile (25) et des organes (13, 14) qu'il supporte, et que sa vitesse de translation est égale en module à celle du châssis mobile. 3. Engin selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le contrepoids (38) a une masse inférieure à la masse totale du châssis mobile (25) et des organes (13, 14) qu'il supporte, et que sa vitesse de translation est supérieure en module à celle du châssis mobile, les modules des vitesses étant dans le rapport inverse des masses. 4. Engin selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé par le fait que le contrepoids (38) et le châssis mobile (25) sont actionnés en translation par un moyen moteur (36) commun et sont couplés entre eux par un moyen d'accouplement mécanique (31). 5. Engin selon la revendication 4, caractérisé par le fait que le châssis mobile (25), y compris les organes (13, 14) qu'il 2559 1 7 4 supporte, et le contrepoids (38) ont une masse égale et que le moyen d'accouplement est une chaîne (31) entraînée par un moteur (36) commun et formant une boucle fermée à deux brins (31a, b) parallèles à la direction de déplacement du chassis mobile (25) et du onutrepoids (38), chacun de ces derniers étant couplé mécaniquement à l'un respectif desdits brins. 6o Engin selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé par le fait que le contrepoids (38) et le châssis mobile (25) sont actionnés en translation par des moyens moteurs t O distincts et sont couplés par des moyens de synchronisationo 7. Engin selon la revendication 6, caractérisé par le fait que les moyens moteurs sont des organes d'actionnement hydrauliques et sont couples par des moyens de synchronisation électro-hydrauliques.