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Perfectionnements aux machines à damer.
La présente invention concerne les machines à damer, pour le traitement de surfaces, lors de la construction de routes, pistes d'atterrissage pour avions, ou autres.
Il s'est avéré difficile de damer une surface d'une façon satisfaisante sans emploi du travail manuel, et la présente invention a pour but de créer un ensemble de damage permettant de réaliser un damage rapide et satisfaisant.
Un ensemble de damage, suivant l'invention, comprend un pilon, un dispositif excentrique pour produire un mouvement d'oscillation, des moyens élastiques agencés de façon à relier le pilon au dispositif excentrique, et des moyens moteurs pour entraîner le dispositif excentrique, la vitesse de l'entraînement du dispositif excentrique, la masse efficace du pilon, et les moyens élastiques étant choisis de façon à ce que le pilon
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possède effectivement une vitesse relativement élevée au moment de l'impact.
L'invention se prête facilement à la réalisation d'une machine à damer composée, comprenant plusieurs ensembles du genre qui vient d'être décrit, ces ensembles étant juxtaposés et comprenant, en outre, des moyens pour supporter les ensembles assemblés de façon à permettre leur déplacement sur une surface à damer, dans un sens sensiblement transversal par rapport à la ligne d'assemblage de ces ensembles.
Pour mieux faire comprendre la nature de l'invention et pour montrer comment elle peut être mise en oeuvre, on se référera aux dessins ci-annexés, dans lesquels:
Fig. 1 est une vue de face montrant un mode de réalisation d'un ensemble à damer, suivant l'invention;
Fig. 2 est une vue latérale correspondant à la fig. 1, et
Fig. 3 indique schématiquement comment plusieurs des ensembles représentés aux figures 1 et 2 peuvent être assemblés pour constituer une machine à damer composée.
En référence d'abord aux figures 1 et 2, l'ensemble à damer comprend essentiellement un cadre comportant des éléments verticaux 1 et des plaques supérieure 2 et inférieure 3. La plaque supérieure 2 est espacée de la plaque inférieure 3, et reliée rigidement à celle-ci par des tiges 4. Ces dernières servent à supporter une plate-forme 5, sur laquelle est monté un groupe moteur approprié 6. Dans l'exemple représenté, le groupe moteur est constitué par un moteur à combustion interne à deux temps. L'arbre moteur du moteur à combustion interne 6 est indiqué en 7, et il est à noter qu'une double poulie 8 est montée sur cet arbre.
La plaque supérieure 2 porte des paliers suspendus 9 qui servent à supporter un arbre 10. Une poulie 11 est clavetée sur cet arbre et entraînée par une courroie 12 actionnée par passage dans une gorge de la double poulie 8 .Un collier
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excentrique 13 est fixé sur l'arbre 10, ce collier portant un roulement à billes 14. L'anneau extérieur du roulement à billes est enfermé dans une cage comprenant une plaque supérieure 15 et une plaque inférieure 16 . ces plaques étant reliées entre elles par quatre barres fortes 17.Les barres 17 ont une section circulaire et sont placées, comme il ressort de la figure 2, à proximité de l'arbre 10, de part et d'autre de celui-ci.
Les barres 17 assurent, ainsi, que les mouvements de la cage, imposés par l'action du collier excentrique 13, soient limités à un mouvement de va-et-vient vertical.
Une extrémité d'un ressort hélicoïdal 20 est attachée à la plaque inférieure 16 de la vage, tandis que l'autre extrémité de ce ressort est fixée à l'extrémité supérieure d'un pilon 21.
L'extrémité inférieure du pilon comporte une partie antérieure réduite 22 qui pénètre dans une ouverture 23 ménagée dans la plaque inférieure 3. La partie antérieure 22 est agencée de façon à rencontrer un bossage 24 solidaire d'un côté d'une semelle 25. Cette semelle est articulée en 26 et s'infléchit @ vers le haut, vers son extrémité antérieure, à laquelle est fixée une console coudée 27.Un ressort 88 s'étend à partir de la console coudée vers un point d'ancrage approprié.
Lors de l'utilisation de l'ensemble décrit ci-dessus, le moteur 6 est mis en marche de façon à transmettre de la puissance de l'arbre 7, à l'arbre 10. La rotation de l'arbre 10 provoque un mouvement harmonique vertical de va-et-vient de la cage comportant la plaque 16. Les mouvements de la cage sont transmis au pilon 21 par l'intermédiaire du ressort 20. Le pilon frappe le bossage 24, de sorte que la semelle 25 transmet un effet de damage au sol, sur lequel l'ensemble à damer est placé.
Lors de l'assemblage de plusieurs ensembles à damer pour former une machine à damer composée, ceux-ci peuvent être accouplés entre eux de la manière indiquée à la figure 3. ON voit, sur la figure 3, que quatre ensembles à damer sont juxta- posés et accouplés entre eux. Suivant les besoins, n'importe
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quel nombre d'ensembles à damer peuvent être accouplés de la même façon. La totalité des ensembles accouplés peut être portée par des roues W roulant sur des rails R. Pour faire comprendre la réalisation de l'accouplement entre deux ensembles adjacents, il suffit d'indiquer la disposition relative des ensembles 50 et 51. L'ensemble 51 comporte une double poulie 8A entraînant la poulie 11A par l'intermédiaire d'une courroie 12A .
Sur la double poulie 8A se trouve une deuxième courroie 12B coopérant avec une poulie 11B associée à l'ensemble adjacent 50. Comme il ressort le mieux de la représentation de l'ensemble montré à la fig. 1, qui peut être identifié par exemple avec l'ensemble 50. La poulie 11b est disposée sur l'arbre 10. sur lequel elle est fixée, de sorte que le moteur 6A de l'ensemble à damer 51 sert non seulement à entraîner son propre ensemble à damer 51, mais aussi l'ensemble à damer 50 .
En réalité, l'ensemble à damer 50 possède son propre moteur 6. et la disposition à double poulie ne sert qu'à assurer le synchronisme entre les moteurs 6 et 6A. Il est connu que de petits moteurs à combustion interne à deux temps peuvent être réglés de façon à tourner à des vitesses fixes dans certaines limites. Etant donné que ces vitesses ne peuvent être réglées exactement, par des méthodes simples, et qu'en tout cas les moteurs peuvent ne pas conserver leurs vitesses réglées, il est important de faire en sorte que les moteurs soient interconnectés, de la façon indiquée, pour obtenir leur fonctionnement en synchronisme. Les liaisons réalisées par le système à double courroie permettent de régler les ensembles assemblés, de telle façon que leurs dispositifs excentriques individuels ne soient pas en phase mécaniquement.
S'il y a quatre ensembles assemblés, comme représenté, le réglage est fait de telle façon que les dispositifs excentri- ques travaillent de telle manière qu'ils soient déphasés
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progressivement de 45 , en progressant d'un ensemble à l'ensemble suivant. Ainsi, un déphasage d'une demi-période, c'est- à-dire de 180 , existe entre les deux ensembles terminaux.
Il est très désirable de faire en sorte que le déphasage entre les ensembles individuelsd'une machine ait réellement lieu, étant donné que, si tous les pilons des ensembles frappaient au même moment, la hauteur du tronçon de surface d'une route ou autre à damer serait réduite suivant une bande de sorte qu'il serait nécessaire, pour déplacer la machine progres- sivement pour la continuation de l'opération de damage, de souleverréellement la machine au niveau de la matière non damée. En faisant en sorte que le damage ait lieu progressivement transversalement par rapport à l'avance de la machine, il est possible d'avancer la machine facilement.
A cet effet, une manivelle H peut être prévue, qui est reliée par l'intermédiaire de roues à chaîne et de chaînes, à l'axe A des roues W . Un opérateur peut provoquer à la main l'avance de la machine sur les rails R en tournant simplement la manivelle H.
La console coudée 27 des ensembles individuels sert à empêcher qu'un bord de matière non comprimée, à damer, ne s'établisse devant la machine, d'une importance telle que la matière déborde sur la semelle 25, ce qui calerait le mécanisme.
Lorsqu'on désire nettoyer des ensembles individuels, on n'a qu'à relâcher les ressorts 28 pour permettre la descente des semelles 25, ce qui permet d'enlever la matière meuble de ces semelles.
Le choix du ressort 20 de chaque ensemble par rapport à la vitesse, à laquelle marche le moteur de celui-ci, et à la masse efficace du pilon 21, représente une caractéristique importante de la présente invention. Il est évident que, si le pilon 21 était relié au dispositif excentrique par une liaison rigide, le pilon 21 exécuterait un simple mouvement harmonique,
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ce qui aurait pour ±± et qu'il posséderait la vitesse zéro à la position inférieure de son trajet. Etant donné que l'effet de damage du pilon à travers la semelle dépend de l'énergie cinétique disponible, il s'ensuit que, si le pilon se déplace à la vitesse zéro ou à une vitesse s'approchant de zéro, la vitesse cinétrique disponible est négligeable ou extrêmement faible.
Pour examiner les propriétés mécaniques de la disposition suivant les principes de l'invention, il est supposé que u) représente la vitesse de rotation constante de l'arbre, 10 des ensembles, w étant la vitesse angulaire. Une équation exprimant le mouvement du pilon peut être écrite comme suit: xM : px = (a - a. coswt) ....................(1) où x est le déplacement du pilon, p la rigidité du ressort, M la masse du pilon, .a. la demi-course du dispositif excentrique, et t le temps.
Pour obtenir un damage satisfaisant suivant les principes de l'invention, on introduit dans l'équation différen- tielle ci-dessus, la condition que p/m = @O2. Cette condition a pour effet qu'il y a une vitesse élevée de la masse à la fin d'un cycle complet du dispositif excentrique, c'est-à-dire lorsquewt =2@. La rigidité de n'importe quel ressort donné peut être déduite clairement de ses dimensions physiques, et par conséquent, si@est déterminé et M est également déterminé, les dimensions convenables du ressort peuvent être déduites de la valeur de p.
En considérant l'équation (1) ci-dessus, et en introduisant la condition indiquée, on peut obtenir une solution générale relativement simple pour x, de laquelle la vitesse maximum du pilon peut être déduite directement. Dela même façon, la contrainte maximum du ressort peut être déduite-(en tenant compte de la forme et des propriétés physiques du ressort), laquelle est très importante pour le choix du ressort.
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Improvements to tamping machines.
The present invention relates to tamping machines for the treatment of surfaces during the construction of roads, landing strips for airplanes, or the like.
It has proved difficult to tamp a surface satisfactorily without the use of manual labor, and the present invention aims to provide a tamping assembly for achieving rapid and satisfactory tamping.
A ram assembly, according to the invention, comprises a ram, an eccentric device for producing an oscillating movement, elastic means arranged to connect the ram to the eccentric device, and motor means for driving the eccentric device, the speed of the drive of the eccentric device, the effective mass of the pestle, and the elastic means being chosen so that the pestle
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actually has a relatively high speed at the time of impact.
The invention lends itself easily to the production of a compound tamping machine, comprising several assemblies of the type which has just been described, these assemblies being juxtaposed and comprising, in addition, means for supporting the assemblies assembled so as to allow their displacement on a surface to be tamped, in a direction substantially transverse to the assembly line of these assemblies.
To better understand the nature of the invention and to show how it can be implemented, reference is made to the accompanying drawings, in which:
Fig. 1 is a front view showing one embodiment of a tamper assembly, according to the invention;
Fig. 2 is a side view corresponding to FIG. 1, and
Fig. 3 shows schematically how several of the assemblies shown in Figures 1 and 2 can be assembled to form a compound tamping machine.
Referring firstly to Figures 1 and 2, the tamper assembly essentially comprises a frame comprising vertical elements 1 and upper 2 and lower plates 3. The upper plate 2 is spaced from the lower plate 3, and rigidly connected to the latter by rods 4. The latter serve to support a platform 5, on which is mounted a suitable engine unit 6. In the example shown, the engine unit consists of a two-stroke internal combustion engine. The drive shaft of the internal combustion engine 6 is indicated at 7, and it should be noted that a double pulley 8 is mounted on this shaft.
The upper plate 2 carries suspended bearings 9 which serve to support a shaft 10. A pulley 11 is keyed on this shaft and driven by a belt 12 actuated by passing through a groove of the double pulley 8. A collar
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Eccentric 13 is fixed on the shaft 10, this collar carrying a ball bearing 14. The outer ring of the ball bearing is enclosed in a cage comprising an upper plate 15 and a lower plate 16. these plates being interconnected by four strong bars 17.Les bars 17 have a circular section and are placed, as shown in Figure 2, near the shaft 10, on either side of the latter.
The bars 17 thus ensure that the movements of the cage, imposed by the action of the eccentric collar 13, are limited to a vertical back-and-forth movement.
One end of a coil spring 20 is attached to the lower plate 16 of the vage, while the other end of this spring is attached to the upper end of a pestle 21.
The lower end of the pestle has a reduced front part 22 which enters an opening 23 made in the lower plate 3. The front part 22 is arranged so as to meet a boss 24 integral with one side of a sole 25. This sole is articulated at 26 and bends upwards towards its anterior end, to which is fixed an angled bracket 27. A spring 88 extends from the angled bracket to a suitable anchor point.
When using the assembly described above, the motor 6 is started so as to transmit power from the shaft 7 to the shaft 10. The rotation of the shaft 10 causes movement. vertical reciprocating harmonic of the cage comprising the plate 16. The movements of the cage are transmitted to the pestle 21 by means of the spring 20. The pestle strikes the boss 24, so that the sole 25 transmits an effect. of tamping on the ground, on which the set to be tamped is placed.
When assembling several tamping sets to form a compound tamping machine, these can be coupled together as shown in figure 3. It can be seen from figure 3 that four tamper sets are juxtaposed. - placed and coupled together. According to the needs, any
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how many tamper-proof assemblies can be coupled in the same way. All of the coupled assemblies can be carried by W wheels rolling on rails R. In order to understand the realization of the coupling between two adjacent assemblies, it suffices to indicate the relative arrangement of the assemblies 50 and 51. The assembly 51 comprises a double pulley 8A driving the pulley 11A via a belt 12A.
On the double pulley 8A is a second belt 12B cooperating with a pulley 11B associated with the adjacent assembly 50. As is best seen from the representation of the assembly shown in FIG. 1, which can be identified for example with the assembly 50. The pulley 11b is disposed on the shaft 10. on which it is fixed, so that the motor 6A of the tamper assembly 51 serves not only to drive its own set to tamp 51, but also set to tamp 50.
In reality, the tamper assembly 50 has its own motor 6 and the double pulley arrangement only serves to ensure synchronism between the motors 6 and 6A. It is known that small two-stroke internal combustion engines can be adjusted to run at fixed speeds within certain limits. Since these speeds cannot be set exactly, by simple methods, and in any case the motors may not keep their set speeds, it is important to ensure that the motors are interconnected, as shown, to obtain their operation in synchronism. The connections made by the double-belt system make it possible to adjust the assembled assemblies, so that their individual eccentric devices are not in phase mechanically.
If there are four assembled assemblies, as shown, the adjustment is made so that the eccentric devices work in such a way that they are out of phase.
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gradually from 45, progressing from one set to the next set. Thus, a phase shift of half a period, that is to say of 180, exists between the two terminal assemblies.
It is very desirable that the phase shift between the individual sets of a machine actually take place, since if all of the rams in the sets hit at the same time, the height of the surface section of a road or the like at The tamping would be reduced in a band so that it would be necessary, in order to move the machine progressively for the continuation of the tamping operation, to actually lift the machine to the level of the unpacked material. By ensuring that the tamping takes place gradually transversely to the advance of the machine, it is possible to advance the machine easily.
For this purpose, a crank H can be provided, which is connected by means of chain wheels and chains, to the axis A of the wheels W. An operator can manually advance the machine on the R rails by simply turning the H crank.
The angled bracket 27 of the individual assemblies serves to prevent an edge of uncompressed material, to be tamped, from settling in front of the machine of such magnitude that the material overflows onto the sole 25, which would wedge the mechanism.
When it is desired to clean individual assemblies, one need only release the springs 28 to allow the descent of the soles 25, which makes it possible to remove the loose material from these soles.
The choice of the spring 20 of each assembly with respect to the speed at which the motor thereof operates, and to the effective mass of the ram 21, represents an important characteristic of the present invention. It is obvious that, if the pestle 21 were connected to the eccentric device by a rigid connection, the pestle 21 would perform a simple harmonic movement,
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which would have for ± ± and that it would have zero speed at the lower position of its path. Since the ramming effect of the rammer through the sole depends on the kinetic energy available, it follows that, if the rammer is moving at zero speed or at a speed approaching zero, the kinetic speed available is negligible or extremely low.
To examine the mechanical properties of the arrangement according to the principles of the invention, it is assumed that u) represents the constant rotational speed of the shaft, 10 of the assemblies, w being the angular speed. An equation expressing the movement of the pestle can be written as follows: xM: px = (a - a. Coswt) .................... (1) where x is the displacement of the pestle, p the rigidity of the spring, M the mass of the pestle, .a. the half-stroke of the eccentric device, and t the time.
To obtain a satisfactory tamping according to the principles of the invention, the condition that p / m = @ O2 is introduced into the differential equation above. This condition has the effect that there is a high speed of the mass at the end of a complete cycle of the eccentric device, i.e. when wt = 2 @. The stiffness of any given spring can be clearly inferred from its physical dimensions, and therefore, if @ is determined and M is also determined, the proper dimensions of the spring can be inferred from the value of p.
By considering equation (1) above, and introducing the condition shown, one can obtain a relatively simple general solution for x, from which the maximum speed of the ram can be directly deduced. In the same way, the maximum stress of the spring can be deduced - (taking into account the shape and the physical properties of the spring), which is very important for the choice of the spring.