Brevet FR2551781A1 — publié le 19850315

La présente invention concerne un procédé et un appareil pour le remodelage en continu d'un ballast de chemin de fer. On sait que, du fait de l'élasticité d'une voie de chemin de fer et de l'écartement des traverses qui la supportent, chaque fois qu'une charge passe à l'aplomb d'une traverse, ce qui est le cas pour chaque roue de wagon ou autre lorsqu'elle roule sur la traverse, celle-ci s'enfonce sur le ballast pour reprendre ensuite sa position. C'est donc, compte tenu du poids du matériel ferroviaire, un véritable damage que subit le ballast par ce mouvement des traverses et ce damage aboutit non seulement à un tassement de celui-ci mais également à un compactage de la partie située juste au-dessous de la traverse. De plus, il se produit un encrassement du ballast du également au damage qui provoque un mouvement relatif, et donc un mélange, entre terre et ballast, mais aussi aux intempéries et autres nuisances. C'est pourquoi on a mis au point des machines destinées à remédier à l'encrassement du ballast et à ses conséquences. A cet effet, ayant soulevé la voie et ses traverses de manière a travailler dessous, ces machines dégarnissent totalement le ballast en l'évacuant latéralement. Il est alors épuré notamment par granulométrie. Puis les machines le remettent en voie et le nivellent pour qu'il puisse recevoir à nouveau les rails et les traverses. Mais l'épuration aboutit toujours à une élimination partielle du ballast et celui-ci doit être complété par un apport de ballast nouveau que les machines à travailler le ballast intègrent avec l'ancien. Dans le cas d'un ballast fortement pollué qui nécessite un remplacement total, le ballast dégagé par la voie ne peut pas être épuré. Il doit être rejeté et remplacé par un ballast entièrement nouveau. La présente invention a pour but de présenter un nouveau procédé pour remodeler un ballast aux fins notamment de le niveler, ainsi qu'un appareil, également nouveau, adapté à ce procédé tout en étant parfaitement utilisable comme les machines à travailler le ballast déjà connues. Ce procédé consiste à prendre le ballast en continu et à le déplacer axialement par rapport à la voie en le travaillant pendant le déplacement pour l'ameubliretle foisonner, puis à le niveler uniformément. Il permet donc de remodeler un ballast en continu sans avoir à le repousser latéralement hors de la voie, et de reconstituer une assise de voie parfaitement nivelée. De plus, grâce à l'homogénéité du ballast réalisé en continu, celui-ci peut recevoir soit l'ancienne voie, soit une nouvelle, meme avec traverses différentes, par exemple en béton, et avec travelage également différent. Dans une réalisation préférée d'un appareil appliquant le procédé ci-dessus décrit, on a, sur un même bâti roulant, deux chaines à pics symétriques placées de front, qui attaquent en continu le ballast à rénover et, en le travaillant l'amènent d'abord vers la zone médiane de la voie, puis l'étalent derrière elles sur la largeur de la voie, un déflecteur nivelant ensuite, également en continu, le ballast travaillé et foisonné. Suivant une caractéristique intéressante de l'invention, les chaînes à pics sont montées rotatives sur axes mobiles latéralement. Suivant une autre caractéristique intéressante de l'invention, un déflecteur niveleur, en deux parties, est associé aux chaînes à pics, les deux parties du déflecteur niveleur se joignant de préférence dans la partie médiane de l'appareil, sous forme d'un soc qui attaque le ballast et le partage en deux en avant des chaînes à pics. La description qui va suivre, en regard des dessins annexés à titre d'exemple non limitatif, permettra de bien comprendre comment la présente invention peut être mise en pratique. La figure 1 est une vue en élévation d'un appareil à niveler suivant l'invention en position repliée pour le transport. La figure 2 est une vue en plan de la figure 1. La figure 3 est une demi-vue en plan de l'appareil dans une position intermédiaire entre la position de transport et la postion de travail. La figure 4 est une demi-vue en plan de l'appareil à demi engagé sous la voie. La figure 5 est une vue en élévation de l'appareil en position de travail. La figure 6 est une vue en plan de la figure 5, avec une chaîne à pics sans son châssis protecteur. Les figures 7 et 8 montrent, à plus grande échelle, deux détails de construction. L'appareil de remodelage et de nivelage du ballast suivant l'invention est fixé sur le châssis d'un wagon 1 roulant sur les rails 2 portés par les traverses 3, elles-mSmes posées sur le ballast 4 à remodeler et à niveler. Sur le wagon 1, est également fixé un système 5 classique de relevage de voie. L'appareil lui-même comprend un extracteur 6 constitué de deux chaînes à pics 9, chaque chaîne étant montée sur un fût vertical 7 contenant sa commande. Chaque fût vertical 7 est porté par un parallélogramme déformable 10 et comporte une commande hydraulique 8 de rotation de l'ensemble de la chaîne à pics autour de l'axe du fût vertical 7. Chaque parallélogramme comprend un premier côté il fixe par rapport au chassis du wagon 1, deux bras 12 et 13 articulés d'une part sur le côté 11 et d'autre part sur un quatrième côté 14 porteur du fût vertical 7. Un vérin 15 situé sensiblement au droit des bras 12 et 13 est fixé d'une part par une articulation 16 sur un support 18 solidaire du châssis du wagon et, d'autre part, par une articulation 17 sur un support 19 porté par le bras 12 du parallélogramme. Chaque bras 12 porte également un autre support 20 sur lequel est articulé un vérin 22 dont l'autre extrémité est articulée sur un support 21 porté par une poutrelle 23 solidaire du châssis du wagon. Les chaînes à pics 9 sont constituées de maillons 38 (figure 8) qui comportent, de façon connue, une protection 39 contre les pierres du ballast, mais présentent une forme particulière : au lieu d'être totalement arrondi à ses deux extrémités, chaque maillon 38 se termine, de chaquecôté, par une partie angulaire 40. Quant aux pics 41, chacun d'entre eux porte un bossage 42 de section sensiblement triangulaire et disposé entre deux maillons consécutifs lorsque les pics sont montés sur les chaînes. Chaque chaîne à pics 9 comprend un châssis 24 servant également de protection et suri se déplace avec elle dans son mouvement de rotation/. Chaque châssis protecteur 24 est muni, à son extrémité, d'un dispositif permettant sa fixation sur l'extrémité de l'autre châssis protecteur lorsque tous deux sont en position de travail. Ce dispositif, illustré figure 7, comprend une pièce de liaison 25 fixée sur un retour 27 de l'un des deux châssis protecteurs 24 et une pièce de liaison 26 fixée sur un retour 28 de l'autre châssis protecteur. La partie avant de la pièce de liaison 25 est en forme de soc conique 31 tandis que la partie avant de la pièce de liaison 26 est en forme de doigt 32. L'extrémité de la pièce de liaison 25 porte un boulon articulé 33 dont l'écrou vient s'appuyer sur une échancrure classique 34 de l'extrémité de la pièce de liaison 26. A l'arrière de la pièce de liaison 25 est soudé un déflecteur vertical 29 et à l'arrière de la pièce de liaison 26 est soudé un déflecteur vertical 30. De plus, les deux déflecteurs 29 et 30 sont-fixés aux châssis protecteurs 24. Enfin, chaque châssis protecteur 24 porte à l'arrière un déflecteur 35 légèrement incliné. Ainsi qu'il apparaît en particulier sur la figure 6, les déflecteurs 35 présentent un profil en aile d'avion avec une échancrure dans la partie médiane de la voie et une largeur diminuant en allant vers l'extérieur de manière que les déflecteurs 35 aient leur bord arrière incliné vers l'axe de la voie. Dans ces conditions, le fonctionnement est celui qui va être décrit maintenant. On voit, sur les figures 1 et 2, l'appareil au repos en position de transport. Les vérins 15, en position de rétraction, tiennent les fûts verticaux 7 et les chaînes à pics 9 en position haute, tandis que les vérins 22, également en position de rétraction, maintiennent les mêmes fûtes 7 et chaînes à pics 9 au-dessus de la voie, les chaînes à pics ayant leur axe longitudinal parallèle à l'axe de la voie. Lorsque l'appareil est à pied d'oeuvre, la voie étant relevée par le système 5 de relevage et le wagon étant immobilisé, on fait passer en extension les vérins 22, tout en maintenant les vérins 15 en rétraction et les chaînes à pics parallèles à la voie. Le résultat de cette manoeuvre est que les chaînes à pics sortent du gabarit en plan de la voie et des traverses (figure 3) et on peut alors faire passer les vérins 15 en extension et ainsi faire descendre l'appareil jusqu'à ce que les chaînes à pics soient au niveau du ballast à rénover. Alors commence la phase au cours de laquelle les chaînes a pics vont creuser- elles-memes leur propre logement (figure 4). Pour cela, on les met en marche, en commençant simultanément à les faire tourner autour des fûts verticaux 7 grâce au mécanisme hydraulique 8 pour les amener de la position parallèle à la voie où elles se trouvent, à la position perpendiculaire qui est leur position normale de travail Dès que les chaînes à pics sont en marche, elles attaquent le ballast et le transportent hors de la voie et à mesure que le ballast est évacué, le mouvement de rotation continue jusqu'à ce que les chaînes soient perpendiculaires à la voie. On procède alors à la fixation des deux châssis protecteurs 24 l'un sur l'autre en s'assurant que le soc conique 31 de la pièce de liaison 25 vienne bien coiffer le doigt 32 de la pièce de liaison 26 et on enclenche le boulon 33 articulé sur la pièce de liaison 25, dans l'échancrure 34 de la pièce de liaison 26. Ainsi, les deux châssis protecteurs sont-ils bien assemblés par l'appui du doigt 32 sur la paroi intérieure du soc conique 31 et par le boulon 33. L'appareil est alors en ordre de marche pour prendre le ballast en continu et le déplacer axialement par rapport à la voie, en le travaillant pendant le déplacement pour l'ameublir et le foisonner, puis le niveler uniformément. Le wagon se déplaçant dans le sens de la flèche 37 (figures 5 et 6), le soc conique 31 de la pièce de liaison 25 sépare le ballast en deux parties. Grâce au fait que le soc conique 31 de la pièce de liaison 25 coiffe le doigt 32 qui termine la pièce de liaison 26, la liaison est protégée du ballast dont les pierres ne peuvent pas pénétrer dans les interstices existant entre les deux pièces 25 et 26. On notera que, contrairement à la manière de travailler habituelle des chaînes à pics, c'est le brin mou des chaînes 9 qui attaque le ballast. Cela est possible grâce à la coopération des parties angulaires 40 des maillons 38 et des bossages 42 des pics 41, coopération qui limite le déplacement angulaire possible des pics par rapport à la chaîne, ce qui leur permet d'attaquer le ballast sans etre "effacés" comme ils le seraient sur le brin mou d'une chaîne normale. Grâce à cette particularité de ia chaîne, le mécanisme de commande de celle-ci se trouve à l'extérieur de la voie et on n'a pratiquement pas de contraintes pour le réaliser, tandis qu'il serait à peu près impossible d'avoir un tel mécanisme sous la partie médiane de la voie. Les deux parties du ballast séparées par le soc sont attaquées et travailiées par les chaînes à pics 9 qui ramènent la partie du ballast qu'elles travaillent vers le milieu de la voie. L'action combinée des déflecteurs 29 et des pics commence à l'étaler, l'opération d'étalement étant terminée ensuite par les déflecteurs 35 qui assurent en continu le nivellement du ballast rénové. Ce nivellement n'est pas un nivellement horizontal pur et simple. Il aboutit à donner au nouveau ballast un profil particulièrement intéressant parce qu'assurant un excellent appui des traverses. En effet, d'une part,les déflecteurs 29 et 30 en même temps qu'ils aident les pics dans leur rôle d'étalement du ballast travaillé, écartent celui-ci de la partie médiane de la voie, réalisant ainsi, dans le nouveau ballast, une sorte de rigole axiale continue. D'autre part, l'inclinaison vers l'axe de la voie du bord arrière des déflecteurs 35 donne au nouveau ballast un profil légèrement en V. C'est grâce à ce profil et à cette rigole axiale que toute traverse, quelle qu'elle soit, s'appuie nécessairement en deux endroits, à ses extrémités, ce qui évite tout risque d'avoir des traverses en bascule comme c'est le cas lorsque le niveau supérieur des parties latérales du ballast est moins élevé que celui d'une partie intermédiaire. De plusJe remodelage en continu du ballast ancien assure une homogénéité constante sur toute sa longueur et comme il a été dit, permet soit de remettre en place l'ancienne voie avec ses traverses, soit d'en installer une nouvelle avec des traverses différentes et avec un travelage différent. Il est à noter que l'appareil suivant l'invention présente aussi l'avantage de pouvoir être utilisé de la manière dont sont utilisées les machines connues, par exemple dans le cas où le ballast devrait être remplacé totalement. Il suffirait pour cela de remplacer les deux chaînes à pics 9 par une seule chalne qui s'étendrait sous toute la largeur de la voie et qui pourrait ainsi évacuer latéralement tout le ballast soit d'un côté, soit de l'autre, ou le remettre sur la voie. il est entendu que l'exemple de réalisation qui a été décrit a été donné à titre indicatif et nullement limitatif et que l'on peut, sans sortir de l'invention, modifier des détails de construction ou de fonctionnement procurant les mêmes résultats. Par exemple, l'extracteur 6 pourrait être constitué d'une herse sensiblement horizontale animée d'un mouvement alternatif continu et assurant,après le cassage de la partie de l'ancien ballast située devant elle, son transport derrière elle au moyen d'un organe assurant son homogénéisation, comme une grille vibrante. Les déflecteurs 35 situés à l'arrière des châssis protecteurs 24 pourraient être munis d'une ou plusieurs rangées de pointes ou même être remplacés par elles le cas échéant. REVENDICATIONS 1. Procédé de remodelage d'un ballast de chemin de fer, caractérisé par le fait que, après avoir dégagé le ballast sur un faible espace de toute la largeur de la voie, on fait passer en arrière de cet espace, par un moyen quelconque, le ballast situé immédiatement en avant, on le travaille pendant le déplacement pour l'ameublir et le foisonner et on le nivelle en continu quand il a été changé de place. 2. Appareil pour la réalisation du procédé suivant la revendication 1, caractérisé par le fait qu'un extracteur (6) roulant sur les rails prend le ballast devant lui et, en l'ameublissant et en le foisonnant, le transporte derrière lui ou il l'étale. 3. Appareil selon la revendication 2, caractérisé par le fait que l'extracteur est constitué de deux chaînes à pics (9), placées de front, qui attaquent en continu le ballast à rénover, l'amènent d'abord vers la zone médiane de la voie, puis derrière elles où elles l'étalent. 4. Appareil selon la revendication 3, caractérisé par le fait que chaque chaîne à pics est montée mobile autour d'un axe vertical (7), des moyens (22) étant prévus permettant de placer les deux chaînes (9) soit au-dessus de la voie sur laquelle l'appareil roule, soit hors du gabarit en plan de cette voie. 5. Appareil selon l'une quelconque des revendications 3 ou 4, caractérisé par le fait que chaque chaîne est munie de moyens (15) permettant de la lever ou de l'abaisser. 6. Appareil selon la revendication 5, caractérisé par le fait que chaque maillon (38) des chaînes à pics se termine, de chaque côté, par une partie angulaire (40) coopérant avec des bossages (42) disposés sur les pics (41). 7.- Appareil selon l'une quelconque des revendications 3, 4, 5 ou 6, caractérisé par le fait qu'un déflecteur à deux directions (29, 30) est disposé entre les deux chaînes à pics. 8. Appareil selon l'une quelconque des revendications 3 à 7, caractérisé par le fait que les deux chaînes à pics sont munies d'un châssis protecteur (24). 9. Appareil selon la revendication 8, caractérisé par le fait que les châssis protecteurs (24) comportent à l'arrière une partie (35) en forme de déflecteur légèrement incliné sur l'horizontale. 10. Appareil selon la revendication 9, caractérisé par le fait que la largeur des déflecteurs (35) va diminuant de la partie médiane de la voie vers l'extérieur de celle-ci. 11. Appareil selon l'une quelconque des revendications 8, 9 ou 10, caractérisé par le fait que les châssis protecteurs sont munis d'un dispositif de liaison entre eux, en position de travail. 12. Appareil selon la revendication 11, caractérisé par le fait que le dispositif de liaison est constitué de deux parties (25, 26) fixées sur les /un doigt (32) et l'autre se l'autre se terminant châssis protecteurs, lune aes-deux parties se termlnant par, par une partie conique (31) venant coiffer le doigt (32). 13. Appareil selon la revendication 2, caractérisé par le fait que l'extracteur est constitué d'une herse sensiblement horizontale et d'un organe de transport et d'homogénéisation.