Brevet FR2923223A1 — publié le 20090508

La présente invention concerne un système de dépose, de manutention et de stockage de traverses de chemin de fer d'un seul tenant ou qui se présentent en plusieurs morceaux. Elle s'applique notamment, mais non exclusivement, au remplacement de 15 traverses de chemin de fer de type bi-bloc usagées, y compris les traverses cassées qui ne sont plus d'un seul tenant. Les rails de chemin de fer reposent sur des traverses, qui sont traditionnellement en bois, de longueur standard 2 600 mm. Dans les années 20 1970 ont été introduites des traverses en béton bi-bloc, c'est-à-dire constituées de deux corps en béton de forme quasi parallélépipédique, appelés blochets, sur lesquels les rails sont fixés, reliés par une entretoise en acier. Les traverses doivent parfois être remplacées ; des outils mécanisés ont 25 été développés pour effectuer cette opération le plus économiquement possible, c'est-à-dire en automatisant et en enchaînant l'ensemble des tâches à réaliser : dégarnissage du ballast, enlèvement des traverses anciennes, pose des traverses neuves, reballastage, bourrage du ballast. Ces outils mécanisés sont montés sur des trains de travaux qui doivent également pouvoir se déplacer à 30 vitesse normale sur les voies lorsqu'ils ne sont pas en phase de travaux. 1 -2 Ces moyens mécanisés ont été conçus pour enlever des traverses qui sont d'un seul tenant, par exemple en bois ou en béton bi-bloc ou mono-bloc. Les traverses en béton bi-bloc posent un problème particulier car, lorsqu'elles sont anciennes, il est fréquent que l'entretoise en acier soit cassée, le plus souvent au niveau de la jonction avec un blochet. Dès lors la traverse à enlever n'est plus d'un seul tenant, mais se compose par exemple d'un blochet seul, de longueur comprise entre 680 et 840 mm, et d'un blochet auquel l'entretoise reste éventuellement attachée. Les moyens mécaniques existants ne sont pas adaptés à la manipulation de blochets individuellement, à cause de leur longueur bien plus faible que celle des traverses entières et de l'emplacement de leur centre de gravité. Les outils mécanisés de l'état de l'art sont montés en ligne sur un train spécialisé qui se déplace sur la voie en chantier ; ils comportent notamment : une charrue expulsatrice, comportant deux doigts espacés d'une distance voisine de la longueur d'une traverse, dont le rôle est d'extraire la traverse du ballast, une roue de dépose qui, à l'aide de doigts sensiblement radiaux, pousse la traverse sur la tranche supérieure de la charrue de façon à la 20 remonter, deux bras basculants qui, en pivotant autour d'un axe horizontal, soulèvent la traverse, un � ascenseur � qui, en poussant la traverse, la fait glisser sur les bras basculants et la dépose sur un convoyeur, 25 des convoyeurs qui conduisent les traverses usagées vers un lieu de stockage, des palettes adaptées pour le stockage et le transport des traverses. C'est l'objet de l'invention que de proposer des outils de dépose et de 30 manipulation de traverses, que celles-ci soient d'un seul tenant ou qu'il s'agisse de traverses bi-bloc en béton dont l'entretoise est cassée. - 3 A cet effet, l'invention propose un système de dépose et de manutention de traverses ferroviaires en béton bi-bloc, comportant deux blochets et une entretoise métallique solidaire d'au moins l'un des deux blochets, ce système étant destiné à fonctionner sur un train de travaux ferroviaires, comprenant : • un outil d'expulsion des traverses du ballast, comportant deux structures planes sensiblement verticales, lesdites structures comportant chacune une face frontale placée face à la marche du train, cette face frontale comprenant une partie oblique par rapport à la verticale, terminée à sa base un doigt légèrement incliné vers le bas et, de façon à soulever les traverses du ballast, • des moyens de dépose, situés en regard de ladite partie oblique, ces moyens comportant un ensemble d'organes saillants et sensiblement radiaux, mobiles de manière à pousser une traverse en cours de dépose pour la faire monter le long de la partie oblique dudit outil d'expulsion, • deux bras basculants sensiblement parallèles et orthogonaux aux traverses, montés pivotants autour d'un axe parallèle aux traverses, situés, en position basse, entre les structures dudit outil d'expulsion des traverses et qui, en basculant en position haute, soulèvent lesdites traverses, • un moyen pour pousser lesdites traverses et les faire glisser sur lesdits bras basculants lorsqu'ils sont en position haute, de façon à les déposer sur un convoyeur, • un convoyeur qui conduit les traverses usagées vers un lieu de stockage, • un moyen de manutention des traverses usagées, • des moyens de stockage des traverses usagées. Selon l'invention : • ledit outil d'expulsion comporte au moins deux paires de structures verticales et au moins deux paires de doigts, les deux structures d'une 2923223 -4 même paire étant espacées d'une distance inférieure à la longueur des blochets, les structures intérieure des deux paires étant distantes d'au moins la longueur de l'entretoise et les structures extérieures étant distantes d'au plus la longueur des traverses, de façon à pouvoir 5 extraire un blochet individuellement du ballast aussi bien qu'une traverse d'un seul tenant, • lesdits moyens de dépose comportent au moins deux roues de dépose mobiles en rotation autour d'un axe sensiblement parallèle aux traverses, chacune de ces roues étant disposée au droit de l'intervalle 10 entre les deux faces frontales d'une paire de structures verticales correspondantes, de façon à pouvoir pousser le long des faces frontales desdites structures un blochet individuellement aussi bien qu'une traverse d'un seul tenant. 15 Dans ce système de dépose, l'outil ou charrue d'expulsion comporte au moins deux paires de structures verticales comportant chacune à sa base un doigt qui pénètre dans le ballast et dont la hauteur est réglée pour saisir les traverses ou les blochets par en dessous et les soulever hors du ballast quand le train de travaux avance. 20 Les roues de dépose sont situées au-dessus des structures de la charrue expulsatrice ; elles comportent une pluralité d'organes, par exemple des doigts ou des palettes, sensiblement radiaux, qui peuvent pousser la traverse ou le blochet sur la partie oblique de la structure de la charrue lorsque ladite roue de dépose tourne. Etant placées entre lesdites structures, ses organes remplissent 25 par là même les conditions d'écartement qui leur permettent de pousser indifféremment un blochet ou une traverse d'un seul tenant. La longueur minimale des blochets à relever et manipuler est de 680 mm ; les doigts de la charrue d'expulsion ainsi que des pistes du convoyeur ne doivent donc pas être espacés de plus de 680 mm. La longueur 30 maximale de l'entretoise des traverses à relever est de 893 mm, ce qui fixe l'écartement minimal des chaînes et des pistes intérieures. La longueur minimale des traverses à relever est de 2192 mm ; l'écartement maximal des doigts extérieurs et des pistes est donc de 2192 mm. La face supérieure des bras basculants est élargie par rapport à l'état de l'art pour présenter une surface portante la plus grande possible de façon à ce qu'un blochet individuel puisse glisser dessus sans risquer de tomber. De cette façon, le système de dépose selon l'invention peut extraire des blochets individuellement de tous les types connus aussi bien que des traverses d'un seul tenant. Le convoyeur comporte au moins deux paires de pistes de transport, les pistes d'une paire étant espacées d'une distance inférieure à la longueur d'un blochet, soit 680 mm, les pistes intérieures étant distantes d'au moins la longueur de l'entretoise d'une traverse, soit 893 mm et les pistes extérieures étant distantes d'au plus la longueur des traverses soit 2192 mm. De façon avantageuse, les éléments des paires de piste de transport des convoyeurs, par exemple des chaînes, sont munies d'équerres alignées dont le plan est orthogonal au sens de déplacement du convoyeur, de façon à maintenir les blochets ou les traverses. De préférence les équerres des paires de chaînes sont alignées deux à deux. Ces équerres doivent être espacées d'une distance supérieure à la plus grande largeur des blochets que l'on peut rencontrer, soit 340 mm. Avantageusement, le convoyeur est bordé de moyens de recentrement, par exemple des paires de palettes verticales, disposées de part et d'autre du convoyeur, mobiles transversalement, qui agissent de façon alternative sur les blochets ou les traverses ; de préférence, pour éviter de mettre les blochets ou les traverses en travers du convoyeur par frottement sur les moyens de recentrement, celui-ci est un convoyeur pas à pas et les moyens de recentrement sont actionnés lors des moments d'arrêt du convoyeur. 2923223 -6 Dans le système selon l'invention, le convoyage des traverses ou des blochets peut nécessiter la mise en oeuvre successive de plusieurs convoyeurs, pouvant avoir une orientation et/ou une inclinaison différente. Pour permettre aux traverses ou aux blochets de passer d'un convoyeur à l'autre, les différents 5 convoyeurs sont séparés par des convoyeurs intermédiaires, lisses ou à chaîne. Ces convoyeurs intermédiaires comportent des freins d'orientation, par exemple des glissières ou des skis, de manière à orienter les blochets ou les traverses d'un convoyeur à l'autre. 10 Habituellement, dans un train de travaux ferroviaires la manutention des traverses s'effectue à l'aide d'un palonnier porté par une structure mobile le long du train, disposant de moyens de préhension qui saisissent ou portent les traverses en les prenant à ses extrémités, ce qui n'est pas adapté à la manipulation d'une traverse bi-bloc cassée. Pour résoudre ce problème, 15 l'invention propose, pour chacun des blochets, un palonnier comportant d'une part, côté extérieur, un dispositif de support escamotable destiné à être disposé sous les blochets en vue de les supporter et, d'autre part, côté intérieur, un bras de retenue escamotable permettant de maintenir, pendant le transport, les blochets calés sur les dispositifs de support. 20 Au cours de leur manipulation, les traverses et/ou blochets sont regroupés 4 par 4, puis 8 par 8, puis 16 par 16 de façon à être finalement stockés sur des palettes. 25 Les moyens traditionnels pour le stockage et le transport des traverses sont des palettes spécifiques. Les traverses sont empilées sur un socle entre quatre montants puis sanglées ou cerclées pour le transport. Le stockage d'un ensemble hétérogène de traverses et de blochets pose un problème particulier du fait qu'il peut devenir instable. Il est nécessaire de prévoir des moyens pour 30 maintenir le chargement d'une palette de façon plus ferme que pour des traverses seules et/ou pour empêcher que des blochets tombent sur la voie pendant le transport. Les traverses et les blochets peuvent donc être stockés : soit sur des palettes à traverses standard en filmant le chargement et/ou en renforçant les moyens de maintien tel que le sanglage ou le cerclage, soit sur des palettes à traverses standard entourées après chargement d'un moyen rigide englobant la palette et son chargement, soit de palettes spécifiques comportant au moins deux parois sensiblement verticales, par exemple en forme de bac. Avantageusement, le système de dépose et de manutention de traverses peut comporter un moyen de découpe qui sectionne l'entretoise, par exemple au voisinage des blochets. De cette façon, le système peut être optimisé pour manipuler et stocker uniquement des blochets d'une part et des entretoises coupées d'autre part. Finalement, le système de dépose et de manutention de traverses doit permettre la circulation normale du train de travaux lorsqu'il n'est pas en opération. A cet effet, tout ou partie dudit système, notamment la charrue expulsatrice et la roue de dépose, peut être mis en position haute, par translation ou par rotation autour d'un axe horizontal, et maintenu dans cette position de manière à respecter le gabarit bas de la voie. L'invention sera mieux comprise au vu des dessins annexés, donnés à titre d'exemples non limitatifs, dans lesquels : Les figures 1A, 1B et 1C sont des vues latérales du système dans trois étapes de l'extraction d'une traverse ; La figure 2 est une vue de dessus de l'enchaînement de deux 30 convoyeurs du système ;25 La figure 3 est un schéma de principe d'une variante de palonnier selon l'invention Les figures 4A et 4B sont des vues en perspective d'une palette à traverses selon l'invention. La figure lA représente l'expulsion d'une traverse ou d'un blochet à deux étapes de son expulsion. Une charrue d'expulsion 1 qui comporte quatre structures verticales 2 et chacune à sa base un doigt 3 expulse une traverse ou un blochet en position Tl dans le ballast lorsque le train qui porte le système avance dans la direction D. Une fois la traverse ou le blochet monté sur les doigts 3, il est poussé sur la partie oblique 2a de la structure 2 par l'un des doigts 4a, 4b ou 4c lorsque la roue de dépose 4 tourne, pour prendre la position T2. Le bras basculant 5 qui soulèvera ensuite la traverse ou le blochet, non visible, en position basse, est représenté en traits interrompus. Sur la figure 1B, la traverse ou le blochet a avancé sur la partie oblique 2a de la structure 2 et a été soulevé par le bras basculant 5 pour prendre la position T3. Sur la figure 1C, le bras basculant 5 s'est mis en position haute et la 20 traverse ou le blochet a pris la position T4. Une poutre 6 pousse la traverse ou le blochet vers le convoyeur 7. Le convoyeur 7 est dédoublé, il comporte donc deux paires chaînes pour pouvoir convoyer aussi bien des blochets individuels que des traverses d'un seul tenant. Chaque paire de chaîne porte des équerres 8 qui sont alignées avec 25 celles de l'autre paire de chaîne, et séparées d'une distance d d'au moins 340 mm dans le sens de déplacement du convoyeur pour accepter tous les types de blochets connus. Le convoyeur 7 est par exemple un convoyeur pas à pas. Il est bordé par des moyens de recentrage 9 tel que des palettes, qui agissent pendant les temps 30 d'arrêt du convoyeur, pour recentrer la traverse ou le blochet. Comme représenté en figure 2, le transport d'une traverse ou d'un blochet sur le train de travaux peut nécessiter la mise en oeuvre de plusieurs convoyeurs pouvant présenter des orientations différentes ; la traverse en position T5 s'apprête à passer du convoyeur 7a au convoyeur 7b par l'intermédiaire du convoyeur intermédiaire 10, bordé des moyens d'orientation 1 la et 1 lb, par exemple des glissières. La figure 3 est un exemple de moyen de manutention selon l'invention. Une traverse bi-bloc 12 est constituée de deux blochets 13a et 13b et d'une entretoise 14, cassée au voisinage du blochet 13b. Le moyen de manutention comporte un portique 15 et des supports 16a, 16b, 16c et 16d, mobiles par rapport au portique 15 en translation ou rotation de façon à pouvoir s'adapter aux différentes longueurs de blochets rencontrés (de 680 à 840 mm). Les supports 16b et 16c sont eux-mêmes en forme de fourche pour pouvoir saisir le blochet de part et d'autre de l'entretoise 14. Il est évident que d'autres dispositions sont possibles, par exemple des doigts de préhension peuvent saisir les blochets selon leur largeur et non selon leur longueur, ou il est prévu un bras de retenue escamotable permettant de maintenir, pendant le transport, les blochets calés sur les dispositifs de support. Les figures 4A et 4B représentent une palette à traverses classique 17 comportant un socle 18 et quatre montants 19, ainsi qu'un exemple de structure mobile 20, éventuellement pliable ou démontable, venant envelopper le chargement de façon à ce qu'aucune pièce ne tombe sur les voies pendant le transport. Il est évident que cette structure mobile peut prendre différentes formes, par exemple un ensemble de ridelles. Revendications 1. Système de dépose et de manutention de traverses ferroviaires en béton bi-bloc, comportant deux blochets et une entretoise métallique solidaire 5 d'au moins l'un des deux blochets, ce système étant destiné à fonctionner sur un train de travaux ferroviaires, comprenant : • un outil d'expulsion (1) des traverses du ballast, comportant deux structures planes (2) sensiblement verticales, lesdites structures comportant chacune une face frontale placée face à la marche du train, 10 cette face frontale comprenant une partie oblique (2a) par rapport à la verticale, terminée à sa base un doigt (3) légèrement incliné vers le bas et, de façon à soulever les traverses du ballast, • des moyens de dépose (4), située en regard de ladite partie oblique (2a), ces moyens comportant un ensemble d'organes saillants et 15 sensiblement radiaux (4a, 4b, 4c), mobiles de manière à pousser une traverse en cours de dépose pour la faire monter le long de la partie oblique (2a) dudit outil d'expulsion (1), • deux bras basculants (5) sensiblement parallèles et orthogonaux aux traverses, montés pivotants autour d'un axe parallèle aux traverses, 20 situés, en position basse, entre les structures (2) dudit outil d'expulsion des traverses et qui, en basculant en position haute, soulèvent lesdites traverses, • un moyen pour pousser lesdites traverses et les faire glisser sur lesdits bras basculants (5) lorsqu'ils sont en position haute, de façon à les 25 déposer sur un convoyeur (7), • un convoyeur (7) qui conduit les traverses usagées vers un lieu de stockage, • un moyen de manutention des traverses usagées, • des moyens de stockage des traverses usagées, 30 caractérisé en ce que : 2923223 -11- • ledit outil d'expulsion (1) comporte au moins deux paires de structures verticales (2) et au moins deux paires de doigts (3), les deux structures d'une même paire étant espacées d'une distance inférieure à la longueur des blochets, les structures intérieure des deux paires étant distantes d'au moins la longueur de l'entretoise et les structures extérieures étant distantes d'au plus la longueur des traverses, de façon à pouvoir extraire un blochet individuellement du ballast aussi bien qu'une traverse d'un seul tenant, • lesdits moyens de dépose (4) comportent au moins deux roues de dépose (4) mobiles en rotation autour d'un axe sensiblement parallèle aux traverses, chacune de ces roues étant disposée au droit de l'intervalle entre les deux faces frontales d'une paire de structures verticales correspondantes, de façon à pouvoir pousser le long des faces frontales desdites structures un blochet individuellement aussi bien qu'une traverse d'un seul tenant. 2. Système de dépose et de manutention de traverse ferroviaire selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit convoyeur (7) comporte au moins deux paires de pistes de transport, les pistes d'une paire étant espacées d'une distance inférieure à la longueur d'un blochet, les pistes intérieures étant distantes d'au moins la longueur de l'entretoise d'une traverse et les pistes extérieures étant distantes d'au plus la longueur des traverses. 3. Système de dépose et de manutention de traverse ferroviaire selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les pistes de transport d'une même paire de pistes de transport dudit convoyeur sont reliées par des équerres (8) alignées et espacées d'une distance supérieure à la largeur des blochets dans le sens de déplacement dudit convoyeur, dont le plan est orthogonal au sens de déplacement dudit convoyeur, de façon à maintenir et pousser les blochets. 2923223 - 12 - 4. Système de dépose et de manutention de traverse ferroviaire selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les pistes de transport extérieures dudit convoyeur sont 5 bordées sur leur face externe respective de moyens de recentrage (9), montés coulissants dans une direction orthogonale à la direction de déplacement dudit convoyeur, disposés face à face et se déplaçant dans des sens opposés deux à deux de façon à recentrer l'objet transporté par ledit convoyeur lorsqu'ils sont actionnés. 10 5. Système de dépose et de manutention de traverse ferroviaire selon la revendication 4, caractérisé en ce que lesdits convoyeurs (7) sont des convoyeurs pas à pas, et en ce que lesdits moyens de recentrage (9) sont actionnés à chaque temps 15 d'arrêt desdits convoyeurs. 6. Système de dépose et de manutention de traverse ferroviaire selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que ledit système comprend une pluralité de convoyeurs 20 séparés par des convoyeurs intermédiaires (10) qui comportent des moyens d'orientation (11a, 1 lb) des traverses et/ou des blochets d'un convoyeur à l'autre. 7. Système de dépose et de manutention de traverse ferroviaire selon 25 l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les traverses sont regroupées par quatre, puis par huit, puis seize par seize. 8. Système de dépose et de manutention de traverse ferroviaire selon 30 l'une quelconque des revendications précédentes, 2923223 - 13 -caractérisé en ce qu'il comprend en outre un palonnier pour la manutention des traverses, ledit palonnier comportant deux paires de moyens de préhension (16a, 16b, 16c, 16d) pour porter ou saisir les traverses et/ou les blochets, chaque paire de moyens de préhension portant ou saisissant un blochet. 5 9. Système de dépose et de manutention de traverse ferroviaire selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que lesdits moyens de stockage (17) sont constitués par des palettes, et en ce qu'après chargement desdites palettes (17), la palette et son 10 chargement sont enveloppés latéralement par un moyen souple ou rigide (20), de façon à empêcher la chute du chargement sur la voie pendant le transport. 10. Système de dépose et de manutention de traverse ferroviaire selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, 15 caractérisé en ce que pour le stockage et le transport des traverses on utilise des palettes en forme de bac. 11. Système de dépose et de manutention de traverse ferroviaire selon l'une quelconque des revendications précédentes, 20 caractérisé en ce qu'il comporte en outre un moyen de découpe qui sectionne ladite entretoise à ses deux extrémités. 12. Système de dépose et de manutention de traverse ferroviaire selon l'une quelconque des revendications précédentes, 25 caractérisé en ce que ledit outil d'expulsion et/ou les moyens de dépose peuvent prendre, par rapport à la structure dudit train de travaux ferroviaires, une position basse de travail et une position haute de circulation dans laquelle ledit système de dépose et de manutention respecte le gabarit bas de la voie.