Brevet FR2717510A1 — publié le 19950922

La présente invention concerne une machine automotrice circulant sur voie ferrée, destinée à réaliser les travaux de dégarnissage hors-voie du ballast pollué par les terres et se trouvant entre et sous les traverses de chemin de fer. Le ballast et les terres ainsi dégagés sont laissés sur le côté de la voie ferrée, et sont ensuite chargés sur wagons à l'aide d'engins de terrassement existants (pelles, chargeurs) ou peuvent être criblés à l'aide d'autres engins. La machine objet de ce brevet a la particularité de comporter une chaine indépendante, pouvant être placée sous la voie, et pouvant être chargée et transportée par la machine elle-même sans engager le gabarit de la voie et la longueur de la chaine peut être réalisée en fonction du travail de dégarnissage nécessaire (par exemple, pour les aiguillages et appareils de voie, il faudra réaliser une chaine plus longue que pour la voie classique). Les buts de la présente invention sont donc d'une part de permettre la réalisation de travaux de dégarnissage du ballast des voies ferrées sans avoir recours à un matériel trop important et coûteux tout en assurant un excellent rendement de travail grâce à une vitesse élevée de rotation de la chaine de dégarnissage et un dispositif optionnel de vibrations des éléments de la chaine , et d'autre part d'assurer l'autonomie complète de la machine tant en ce qui concerne le transport, la mise en place sur la machine et sous la voie de la chaine de dégarnissage. La réalisation d'une telle machine a été obtenue par la combinaison simultanée de divers dispositifs mécaniques et hydrauliques permettant la mise en place et le transport de la chaine de dégarnis sage, et par la réalisation d'une chaine de dégarnissage de conception particulière et comportant divers systèmes facilitant le dégarnissage en conditions particulièrement difficiles. Les divers avantages et caractéristiques de cette invention ressortiront de la description qui va suivre. Mais, il est bien précisé qu'il s'agit uniquement d'exemples, et que tous autres systèmes ou dispositifs pourraient être adoptés sans s'écarter de l'invention. Au cours de cette description, on se réfère aux dessins annexés qui montrent Fig. 1 : une vue schématique en long de face d'une machine placée sur une voie ferrée, en cours de libre circulation sur cette voie, et transportant sa chaine de dégarnis sage sur le dessus de la machine. Fig. 2 : une vue schématique de côté de cette machine, avec sa chaine de dégarnissage en place sous les traverses de la voie ferrée dont on doit dégarnir le ballast et les terres. Fig. 3 : une vue schématique de côté de la chaine de dégarnissage, avec ses différents organes constitutifs. Fig. 4 : une vue de dessus de la chaine de dégarnissage, représentée Fig. 3 Fig. 5 a et 5 b : une vue partielle des palettes de dégarnissage du ballast, avec leur chaine d'entrainement, et leurs guidages. Fig. 6 : une vue schématique partielle de dessus du dispositif de manutention et de mise en place de la chaine de dégarnissage. Dans la forme de réalisation adoptée, et représentée Fig. 1, on remarque les éléments suivants Un bâti de wagon constitué de longerons 1 représentés partiellement et reposant sur 4 essieux dont on montre 2a, 2b, 2c euxmêmes supportés par les roues 3a, 3b, 3c circulant sur la voie ferrée. La partie centrale du wagon 1 est surbaissée en vue de recevoir une couronne dentée 4 solidaire du bâti 1 engrènant avec un pignon 5 lui-même solidaire d'un châssis support 6 pouvant ainsi pivoter autour de l'axe de la couronne 4 lorsque le pignon 5 est en rotation . L'axe 7 de la couronne 4 comporte un guidage avec butée verticale 26 supportant la charge transmise par le chassis support 6, et lui permet ainsi un pivotement de 360 . Le bâti 6 supporte un ensemble 8 comprenant entr' autres la motorisation du wagon 1 avec la cabine de commande et différents organes mécaniques et hydrauliques, ainsi que les guides 9 guidant et supportant la chaine de dégarnissage 10 par l'intermédiaire d'un portique vertical 11 coulissant sur les guides 9 par l'intermédiaire des coussinets 12a et 12b, comprenant des guides verticaux 13a et 13b sur lesquels coulissent des coussinets 14a et 14b supportant un autre ensemble de pivotement similaire à l'ensemble 4 - 5 représenté sur cette figure. Une butée à billes 15 permet le libre pivotement de la chaine de dégarnissage 10 autour de l'axe 16 , et le mouvement vertical montée-descente de la chaine de dégarnissage 10 à l'intérieur du portique 11 peut être obtenu à l'aide de vérins hydrauliques, câbles et poulies non représentés, et dont les systèmes sont déjà bien connus. La Figure 2 permet de constater que la chaine de dégarnis sage 10, en place sous la voie, a pivoté de 900 par rapport à sa position de transport représentée Fig. 1, et que les coussinets 12a et 12b ont coulissé sur les guides 92 et que les coussinets 14a et 14b sont descendus le long des guides verticaux 13a et 13b du portique 11 . On remarque le support arrière 18 qui maintient la charge de la chaine de dégarnissage 10 au corps du wagon 1 Le positionnement latéral de la chaine de dégarnis sage 10 par rapport aux traverses de la voie ferrée est obtenu en positionnant le portique 11 sur les guides 9, selon la course représentée par les flèches F1 - F2 Et le positionnement vertical de la chaine de dégarnis sage 10 par rapport au dessous des traverses de la voie ferrée est obtenu par règlage des coussinets 14a et 14b sur les guides verticaux 13a et 13b du portique 11. La Figure 3 montre la forme particulière du châssis de la chaine de dégarnissage 10 qui comprend les éléments suivants: Un bâti avant 19a dont la longueur horizontale L est légèrement supérieure à la longueur de dégarnis sage de ballast désirée, et une seconde partie arrière 19b - 19c coulissant dans la partie avant 19a . La partie 19c est inclinée de manière à permettre d'évacuer et de stocker le ballast le long de la voie ferrée. Le moteur hydraulique 17 entraine une roue dentée 20 qui engrène dans une chaine à maillons (non représentée) , cette chaine étant elle-même entrainante des pallettes de dégarnissage 21 tout autour du bâti 19a-19b-19c La tension de la chaine supportant les palettes 21 de dégarnissage est obtenue à l'aide de vérins hydrauliques 22a et 22b conjugués ensemble ou séparément permettant à la partie avant 19a de coulisser sur la partie arrière 19b Le glissement des palettes de dégarnissage 21 à l'intérieur du bâti lors du passage de la partie horizontale 19b à la partie inclinée 19c peut être facilité à l'aide de galets de rotation 23 ou de plaques de frottement interchangeables, placés dans l'axe de changement d'inclinaison du bâti 19b - 19c A l'extrémité du bâti avant 19a , se trouvent des galets de rotation libre 24 sur lesquels circulent librement et sont guidés les chaines supportant et entrainant les palettes de dégarnis sage 21. La Figure 4 montre les différents éléments décrits précédemment dont le vérin de tension de chaine 22a (cette tension pouvant aussi etre obtenue par deux vérins 22al et 22a2), mais la chaine de dégarnissage n'est pas représentée. On y remarque aussi les galets de rotation libre 24a - 24b - 24c - 24d - 24e disposés à l'extrémité du bâti avant 19a, ainsi que les galets 23a et 23b placés dans l'axe du changement de direction du btti 19b - 19c On y observe également deux vibrateurs 25a et 25b fixés au bâti 19a, et à l'intérieur de celui-ci pouvant fonctionner si besoin est pour faciliter la désagrégation du ballast s'il est trop compacté. La Figure 5a montre les éléments suivants d'une palette de dégarnissage en place du bâti avant 19a L'axe 27 est solidaire du bâti 19a et comprend une poulie à gorge 24 pouvant librement tourner sur l'axe 27 , et guidant la chaine à maillons 29 . Cette chaine 29 comporte à intervalles réguliers des étriers démontables 30 qui servent à solidariser les palettes de dégarnissage 21 à la chaine 29 . Les palettes 21 sont guidées par des joues formant flasques latéraux en 21a et 21b à l'intérieur du bâti 19a - 19b - 19c Lors de la mise sous tension de la chaine 29 à l'aide des vérins 22a ou 22al + 22a2, les étriers 30 prennent appui sur les poulies à gorge 24 et sur la roue dentée 20, et les palettes de dégarnissage n'ont ainsi aucun frottement à l'intérieur des faces du bâti 19a. La forme particulière des palettes de dégarnis sage 21 est représentée Figure 5b et comporte une partie circulaire convexe 21a et une partie circulaire concave 21b , de façon à ce qu'elles coulissent sans difficulté à l'intérieur du bati 19b au passage dans le bâti 19c (rotation R1 - R2) L'entr'axe A entre deux palettes de dégarnissage 21 correspond au pas de la chaine à maillons 29, et on observe un jeu J entre les palettes 21a et 21b permettant leur libre rotation R1 ou R2 autour d'un axe parallèle à l'axe B représenté Fig.4 au moment du changement de direction du bâti 19 b vers les 19c ou inversement. La forme extérieure des palettes de dégarnis sage 21 peut avoir différentes configurations , avec dents selon Fig.3, ou sans dent Figeas ou toute autre forme selon le type de ballast, terres, sable etc... à dégarnir et leur densité. La Figure 6 permet de distinguer les éléments précédents dont le wagon 1, solidaire de la roue dentée 4 engrènant avec le pignon 5 qui entraine en rotation le bâti 6 autour de l'axe 7. Le bati 6 comporte les deux guides-support 9a et 9b sur lesquels peuvent coulisser les paliers 12a et 12b , le mouvement horizontal du portique 11 sur les glissières 9a et 9b pouvant etre obtenu à l'aide d'un vérin hydraulique non représenté situé entre 11 et 6 On remarque également le pignon 31 qui entraine en rotation la chaine 10a autour de l'axe 16 et qui tourne autour de la roue dentée 32 solidaire du portique vertical 11 . Cette figure montre aussi la trajectoire décrite par la rotation du châssis de la chaine de dégarnissage 10a, celui-ci pouvant ainsi pivoter de 1800 par rapport à l'axe de rotation 16 . Position 10 a = Position de transport selon Figure 1 Position 10 b = Position intermédiaire de la chaine 10 sous les guides 9a et 9b . Position 10 c = Position de travail sous la voie. La mise en place de la chaine de dégarnissage 10 sous la voie est ainsi très facile à réaliser On commence par soulever très légèrement la chaine 10 au-dessus des supports du wagon 1, puis on commence à pivoter l'ensemble du bati-support 9 autour de l'axe 7 par rotation du pignon 5 engrènant sur la couronne 4 jusqu'à ce que la chaine de dégarnissage arrive à la position 10a Figure 6. Ensuite, on descend lentement la chaine de dégarnissage 10a à l'intérieur des supports 9a et 9b pour la dégager suffisamment de ces supports, et permettre sa rotation de 90 autour de l'axe 16 pour l'amener en position lOb Figure 6. Puis, en combinant à la fois la rotation des palettes de dégarnissage 21 et la poursuite de la descente de la chaine jusqu'au niveau inférieur des traverses, on continue le pivotement de la chaine de dégarnissage 10 pour l'amener en position lOc Figure 6, ou selon Figure 2. On met en place le support 18, puis de la cabine 8 on règle la vitesse de rotation de la chaine par le moteur 17, ainsi que l'avance de travail du wagon 1 sur la voie. Après passage de la chaine de dégarnissage 10, la voie peut être soulagée à l'arrière de la machine par des skis arrimés au wagon 1 surleqquels glissent les parties inférieures des traverses de chemin de fer, ou par tous autres dispositifs En fin de travail, les opérations de dégagement et de rechargement de la chaine sont inversées à celles décrites précédemment, et sont aussi faciles à réaliser. L'utilisation d'une telle machine permet ainsi d'obtenir un excellent rendement de dégarnissage du ballast, terres et sables situés sous la voie Ce ballast pollué mis en place sur le côté de la voie peut ensuite être retiré à l'aide d'engins de terrassements , chargé sur wagons ou criblé sur place. La très grande maniabilité des différents organes de mise en place et de travail sont tout à fait remarquables et permettent le transport en toute sécurité du matériel sur la voie. REVENDICATIONS 1 - Machine dégarnisseuse du ballast situé sous les traverses de voies ferrées, automotrice comportant une chaine de dégarnis sage 10 indépendante portée au-dessus d'un wagon circulant sur la voie ferrée n'engageant pas le gabarit , et aménagé d'un ensemble intégré motorisé 8 avec un dispositif autonome de guidage et de mise en place 11 de la chaine de dégarnissage sous la voie ferrée et sur le wagon de transport 1 2 - Machine selon la revendication 1 caractérisée en ce que la chaine de dégarnissage 10 comporte d'une part un bâti horizontal 19a de longueur L supérieure à la longueur des traverses de la voie ferrée , et d'autre part un bâti 19b coulissant sur 19a, et comportant à son extrémité une partie inclinée relevée 19c à l'extérieur de la voie, en vue de permettre le dégagement du ballast et des terres dégarnis sous les traverses par la chaine 10. 3 - Machine selon la revendication 2 caractérisée en ce que la chaine de dégarnis sage 10 comporte un moteur 17 qui entraine une roue dentée 20 entrainant une chaine à maillons 29 sur laquelle se trouvent fixés des étriers 30 auxquels sont fixées les palettes de dégarnissage 21 qui coulissent à l'intérieur du chassis de la chaine 10 dans un chemin de guidage 19a - 19b - 19c 4 - Machine selon les revendications 2 et 3 caractérisée en ce que la chaine de dégarnis sage 10 comporte divers éléments de tension 22a et 22b, des galets de roulement libre 24 à l'extrémité de la chaîne, et des galets de frottement ou plaques de friction 23 sur lesquels viennent prendre appui les palettes de dégarnissage 21 à l'endroit du changement de direction du bâti 19b - 19c de la chaine 5 - Machine selon la revendication 2 caractérisée en ce que la chaine de dégarnissage 10 comporte des dispositifs de vibration 25a - 25b fixés à l'avant du bâti de la chaine 10 sur les guides 19a, en vue de faciliter la désagrégation du ballast au moment de l'attaque des dents des palettes 21 lorsque celui-ci est très compacté sous les traverses de la voie ferrée. 6 - Machine selon les revendications 2 et 3 caractérisée en ce que les palettes de dégarnis sage 21 de la chaine 10 disposent d'une forme particulière convexe 21a et concave 21b, en vue de permettre leur rotation dans le plan vertical autour de l'axe B du bâti 19 b, le pivotement des maillons de chaine 29 se faisant l'un sur l'autre, et les palettes 21 comportant un jeu de fonctionnement J pour assurer le mouvement et les rotations tout autour du bâti 19a, 19b et 19c de la chaine de dégarnis sage 10. 7 - Machine selon la revendication 1 caractérisée en ce que le dispositif de guidage et de mise en place Il de la chaine de dégarnis sage 10 comporte un moyen 4-5 lui permettant de pivoter autour d'un axe 7 situé au centre de la largeur du wagon 1 de manière à ce que la chaine de dégarnissage 10 puisse travailler de chaque côté de la voie ferrée, selon les dispositions et les possibilités du chantier. 8 - Machine selon les revendications 1 et 7 caractérisée par un dispositif de guidage horizontal 9 muni de glissières permettant à l'aide d'un vérin le mouvement horizontal d'un portique 11 supportant la chaine de dégarnissage 10, et permettant son règlage en position de travail sous la voie ferrée. 9 - Machine selon les revendications 1, 7 et 8 caractérisée en ce que le portique 11 supportant la chaine 10 est constitué de guides verticaux 13a, 13b sur lesquels peuvent coulisser les supports 14a et 14b, et d'un dispositif de levage à l'intérieur du portique 11 en vue de permettre le règlage vertical de la chaine de dégarnis sage 10 sous les traverses de la voie ferrée ainsi qu'un moyen 15 assurant le pivotement de l'ensemble de la chaine 10 par rapport au portique 11 en vue de permettre sa mise en place sous la voie ferrée d'un côté ou de l'autre du wagon 1.