Brevet FR2999196A1 — publié le 20140613

La présente invention concerne une tête de nettoyage d'une voie ferrée en gare, et une machine de nettoyage équipée de cette tête, opérant depuis le quai de la gare. L'expression "voie ferrée" doit être comprise de manière large, englobant non seulement les voies de circulation de trains mais également celles de circulation de 5 métros ou de tramways. L'expression "nettoyage d'une voie ferrée" signifie un nettoyage non seulement des zones situées aux abords de la voie ferrée, en dehors de l'espace défini par les deux rails, mais également la zone située entre ces deux rails. La fréquentation des gares conduit à une salissure notable des voies ferrées, par 10 des détritus tels que mégots, emballages, papiers, etc., qu'il y a lieu de traiter. Actuellement, le nettoyage des voies ferrées en gare est réalisé manuellement, de nuit, par un opérateur marchant sur la voie, qui est équipé d'une pince de ramassage des détritus. Ce nettoyage ne permet pas de collecter efficacement tous les détritus, en particulier ceux trop gros ou trop petits pour être ramassés avec ladite 15 pince, et ne permet pas non plus de collecter les détritus peu visibles du fait du faible éclairage des voies. De plus, la réglementation applicable impose que cet opérateur, ainsi présent sur les voies, de nuit, soit accompagné d'un agent de sécurité, dont le rôle est de prévenir l'opérateur de l'arrivée d'un train, éventuellement inattendue. Il a été conçu une machine de nettoyage des voies ferrées par aspiration, 20 incluant une tête d'aspiration montée sur une canne, reliée à une unité d'aspiration placée sur le quai. La tête d'aspiration forme une cloche qui est reliée à un tuyau d'aspiration d'air, lui-même relié à l'unité d'aspiration. La canne est portée par un opérateur présent sur la voie à nettoyer, et l'unité d'aspiration est placée sur le quai et est poussée par un deuxième opérateur. Cette machine est peu employée, ayant pour 25 inconvénient de nécessiter trois personnes (les deux opérateurs et l'agent de sécurité, qui reste nécessaire compte tenu de la présence d'un opérateur sur la voie). De plus, du fait de l'aspiration réalisée par ladite tête, cette machine induit le risque d'altérer l'agencement et/ou le compactage des cailloux formant le ballast des voies, ce qui est un inconvénient critique. 30 La présente invention a pour but de remédier à l'ensemble de ces inconvénients. Un premier objectif de l'invention est de fournir une tête de nettoyage permettant un nettoyage efficace des détritus présents sur les voies, en n'induisant aucun risque d'altérer l'agencement et/ou le compactage des cailloux formant le ballast. Un autre objectif de l'invention est de fournir une machine de nettoyage permettant un nettoyage plus rapide que celui réalisé par un opérateur et rendant inutile la présence d'un agent de sécurité. La tête concernée comprend, de manière connue en soi, une cloche reliée à un conduit (8) d'évacuation d'air. Selon l'invention, la tête comprend : - dans la partie de la cloche qui est antérieure selon le sens d'avancement de la tête le long d'une voie lors d'un nettoyage, une ouverture allongée sensiblement transversale à ce sens d'avancement, de soufflage d'air, reliée à un conduit (7) d'alimentation en air ; -dans la partie de la cloche qui est postérieure selon ce même sens 15 d'avancement, une ouverture allongée sensiblement transversale à ce sens d'avancement, d'aspiration d'air, reliée audit conduit (8) d'évacuation d'air ; - entre ces ouvertures antérieure et postérieure, une structure faisant saillie vers l'ouverture inférieure de la cloche, incluant une paroi antérieure, située à proximité de ladite ouverture (12) de soufflage d'air, une paroi postérieure, située à proximité de 20 ladite ouverture (13) d'aspiration d'air, et une paroi de fond reliant cette paroi antérieure et cette paroi postérieure l'une à l'autre. La tête de nettoyage selon l'invention est ainsi structurée pour créer en elle un écoulement forcé d'air, parallèle à la surface à nettoyer et parallèle à la direction d'avancement de la tête lors du nettoyage, cet écoulement forcé se produisant depuis 25 l'ouverture antérieure de soufflage d'air vers l'ouverture postérieure d'évacuation d'air, en passant entre ladite paroi de fond et la surface à nettoyer. L'écoulement forcé permet, en amont de l'ouverture postérieure, de décoller efficacement les détritus, puis, au niveau de cette ouverture postérieure, d'évacuer ces détritus ainsi décollés ; l'orientation de l'écoulement forcé entre lesdites ouvertures, parallèlement à la surface 30 à nettoyer, permet de n'induire aucun risque d'altérer l'agencement et/ou le compactage des cailloux formant le ballast. De préférence, la tête de nettoyage comprend des parois souples et étanches, ou partiellement étanches, dépassant du bord inférieur de la cloche, sur l'ensemble de la périphérie de cette cloche. Ces parois sont destinées à former entre elles un espace relativement étanche à l'air, et permettent d'isoler dans une large mesure le volume qu'elles délimitent vis-à- vis de l'extérieur de la tête, afin de maximiser l'effet de décollement/évacuation produit par l'écoulement forcé précité. Ces parois sont en outre destinées à venir en contact avec la surface à nettoyer, en particulier avec les cailloux du ballast. Selon une forme de réalisation de l'invention, dans ce cas, ladite paroi souple et 10 étanche équipant le bord antérieur de la cloche est sous la forme d'une bavette en matière élastique souple, tandis que les parois souples et étanches équipant les bords latéraux de la cloche sont sous la forme de séries de faisceaux de soies alignés. Ces faisceaux de soies forment des parois latérales partiellement étanches mais dont l'étanchéité s'avère suffisante après essais. 15 Ladite paroi souple et étanche équipant le bord postérieur de la cloche peut être soit sous la forme d'une bavette souple, soit sous la forme d'une série de faisceaux de soies alignés. De préférence, ladite paroi antérieure, ou ladite paroi postérieure, ou ces deux parois, sont de forme courbe afin qu'il n'existe, entre lesdites ouvertures, aucun angle 20 vif susceptible de générer une perturbation de l'écoulement d'air. Ladite paroi souple et étanche équipant le bord antérieur de la cloche présente également, de par sa souplesse, une forme courbe favorisant un écoulement non perturbé de l'air lors de l'avance de la tête de nettoyage ; cette paroi peut également présenter, à l'état non déformée, une forme courbe lui permettant de présenter une 25 courbure lors de cette avance, également favorable à un écoulement de l'air non perturbé dans la tête de nettoyage. De préférence, le conduit (7) d'alimentation en air et le conduit (8) d'évacuation d'air sont disposés concentriquement, l'un dans l'autre, le conduit (7) d'alimentation en air étant situé à l'extérieur du conduit (8) d'évacuation d'air ; la surface de ladite 30 ouverture (12) de soufflage d'air est alors au plus égale à la section du conduit (7) d'alimentation en air tandis que la surface de ladite ouverture (13) d'aspiration d'air est au plus égale à la section du conduit (8) d'évacuation d'air. L'encombrement et le poids de la tête de nettoyage sont ainsi réduits. La surface de ladite ouverture (12) de soufflage d'air peut être inférieure à la section du conduit (7) d'alimentation en air, afin de créer une accélération du flux d'air au niveau de cette ouverture, favorable au décollement des détritus. De la même façon, la surface de ladite ouverture (13) d'aspiration d'air peut être inférieure à la section du conduit (8) d'évacuation d'air, afin de créer une accélération du flux d'air au niveau de cette ouverture, favorable à l'évacuation des détritus. La machine selon l'invention comprend ladite tête et, selon l'invention, inclut un véhicule apte à rouler sur le quai longeant les voies à nettoyer et un bras articulé portant ladite tête de nettoyage, le véhicule comportant des moyens de génération d'un écoulement d'air et une benne de collecte des détritus captés par la tête de nettoyage, un tuyau d'écoulement d'air reliant lesdits moyens de génération à la tête de nettoyage et un autre tuyau d'écoulement d'air reliant la tête de nettoyage à la benne. Cette machine élimine ainsi la présence d'un opérateur sur la voie à nettoyer et donc la nécessité d'un agent de sécurité. Avantageusement, ledit bras articulé est relié au véhicule par une liaison ruptible, suffisamment résistante pour assurer la liaison du bras au véhicule en situation normale mais apte à se rompre si un train ou une rame venait à surgir et à emporter le 20 bras. La sécurité du véhicule, et de l'opérateur qui s'y trouve, est ainsi assurée. Avantageusement, la machine comprend, entre la base du bras articulé et la structure du véhicule recevant cette base, des moyens de détection d'un effort anormal exercé sur le bras, reliés à des moyens de commande qui commandent, en 25 cas de détection d'un tel effort anormal, un blocage de l'avancée du véhicule ou un blocage du mouvement du bras dans le sens d'un surcroît d'effort anormal. Dans une telle situation anormale, le véhicule est ainsi apte à être automatiquement arrêté, ou le mouvement du bras est apte à être bloqué dans le sens d'un surcroît d'effort anormal, ce qui élimine le risque de détérioration du bras ou de 30 ladite structure de réception de la base du bras. Ledit effort anormal peut notamment résulter d'un accrochage de la tête de nettoyage ou du bras à l'un des nombreux points d'accrochage (par exemple, goujons d'ancrage des rails aux traverses, traverses saillantes) ou à l'un des nombreux obstacles existant à proximité des voies. L'invention sera bien comprise, et d'autres caractéristiques et avantages de celle-ci apparaîtront, en référence au dessin schématique annexé, représentant, à titre d'exemple non limitatif, une forme de réalisation préférée de la tête de nettoyage et de la machine concernées. La figure 1 est une vue de la machine de côté, en cours de nettoyage d'une voie ferrée ; la figure 2 est une vue de la tête de nettoyage en perspective, par dessus ; la figure 3 est une vue de cette tête de nettoyage en perspective, par dessous ; la figure 4 est une vue de cette tête de nettoyage en perspective et en coupe longitudinale ; la figure 5 est une vue de dessus ; la figure 6 est une vue de la base d'un bras que comprend la machine et de la 15 structure de réception et de support de cette base, une position normale du bras par rapport à cette structure étant représentée en traits pleins et une position anormale de ce bras par rapport à cette structure étant représentée en traits interrompus ; et la figure 7 est une vue de cette base et de cette structure en coupe selon la ligne VII-VII de la figure 6. 20 La figure 1 représente une machine 1 de nettoyage d'une voie ferrée 100 au niveau d'une gare, opérant depuis le quai 101 longeant la voie 100. Ce nettoyage porte sur les détritus présents sur le ballast, non seulement aux abords de la voie ferrée, c'est-à-dire en dehors de l'espace défini par les deux rails, mais également dans cet espace. 25 La machine 1 inclut un véhicule automobile 2 apte à rouler sur le quai 101, un bras articulé 3 relié à un côté du véhicule 2 et une tête de nettoyage 4, montée sur l'extrémité de ce bras 3. Le véhicule 2 comprend une turbine de génération d'un écoulement d'air, raccordée à la tête 4 par un tuyau souple annelé, non représenté. Il comprend 30 également une benne de collecte de détritus, collectant ainsi les détritus captés par la tête de nettoyage 4. Le tuyau souple annelé est en fait formé par deux tuyaux souples placés l'un dans l'autre, dont un, externe, alimente l'air de la turbine à la tête 4 et l'autre, interne, évacue l'air depuis la tête 4 vers la benne. Le déplacement du véhicule 2 le long du quai 101 permet de déplacer la tête de nettoyage 4 le long des rails et aux abords de la voie, ce qui définit ainsi un sens d'avancement de la tête 4 au cours de l'opération de nettoyage. Dans la description ci-après, les termes "antérieur(e)", "postérieur(e)" et "latéral(e)" seront définis par rapport à ce sens d'avancement. Pour le reste, le véhicule 2 est d'une structure connue, qu'il n'est pas nécessaire de détailler. Le bras 3 comprend des éléments allongés 3a reliés entre eux par des articulations 3b, et inclut des moyens pour l'actionnement de ces éléments allongés les uns par rapport aux autres. La structure de ce bras 3 est connue en elle-même et ne nécessite donc pas non plus de description détaillée. En référence aux figures 2 à 5, il apparaît que la tête de nettoyage 4 comprend une cloche 5, une structure 6 interne à la cloche 5 et deux emboîtures de tuyaux 7, 8 concentriques, engagées l'une dans l'autre. La cloche 5 est formée en substance par des parois antérieure, postérieure et latérales reliées les unes aux autres et reliées à l'emboîture extérieure 7, qui sont, 20 dans l'exemple représenté, disposées substantiellement selon un tronc de pyramide. Le bord inférieur antérieur de la cloche 5 comprend une bavette souple 10 présentant sensiblement une forme en "S", et les bords inférieurs latéraux et postérieur de cette cloche comprennent des séries de faisceaux de soies alignés 11. Cette bavette 10 et ces faisceaux 11 délimitent entre eux, en dessous de la cloche 5, 25 un espace relativement étanche à l'air, et sont destinés à frotter légèrement sur les cailloux du ballast au cours du déplacement de la tête 4 le long de la voie. En référence plus particulièrement à la figure 4, il apparait que la structure interne 6 comprend une série de parois successives 6a à 6e reliées les unes aux autres, à savoir : une paroi antérieure supérieure 6a, une paroi d'extrémité 30 antérieure 6b, une paroi de fond 6c, une paroi postérieure d'extrémité 6d et une paroi supérieure postérieure 6e. La paroi antérieure 6a est raccordée, à son extrémité supérieure, à la paroi postérieure 6e, et cette paroi postérieure 6e adopte une forme courbe en allant vers son extrémité supérieure et est raccordée à un large secteur antérieur de l'emboîture interne 8. Les parois 6a à 6e ont des bords latéraux qui viennent à proximité des parois latérales de la cloche 5 et qui sont reliés à ces dernières. La structure 6 comprend en outre une paroi postérieure transversale 6f, s'étendant entre les parois des emboîtures 7, 8, sur un secteur complémentaire de celui selon lequel ladite paroi 6e est raccordée à l'emboîture interne 8. Cette paroi 6f 10 est reliée aux parois des emboîtures 7, 8. Les parois d'extrémité 6b et 6d ont des formes courbes vues de profil et s'étendent à distance des bords respectifs antérieur et postérieur de la cloche 5, de sorte qu'elles forment, avec ces bords, des ouvertures allongées 12, 13, sensiblement transversales au sens d'avancement de la tête 4. 15 La paroi de fond 6c est, quant à elle, plane et s'étend selon un plan sensiblement parallèle au plan de l'ouverture inférieure formée par les bords libres de la bavette 10 et des soies 11. Il se comprend ainsi que la cloche 5 et la structure interne 6 délimitent conjointement un chemin de passage de l'air au travers de la tête 4, formé 20 successivement par l'emboîture externe 7, à laquelle le tuyau externe précité est relié, la paroi antérieure de la cloche 5 et la paroi 6a, l'ouverture 12, la paroi de fond 6c et la surface à nettoyer, l'ouverture 13, la paroi postérieure de la cloche 5 et la paroi 6e et l'emboîture interne 8, à laquelle le tuyau interne précité est relié. En référence à la figure 5, il se comprend que l'ouverture 12 présente une 25 surface correspondant sensiblement à la différence entre les sections des emboîtures 7 et 8, et que l'ouverture 13 présente une surface correspondant sensiblement à la section de l'emboîture 8. La tête 4 est ainsi structurée pour créer en elle un écoulement forcé d'air, parallèle à la surface à nettoyer et parallèle à la direction d'avancement de la tête lors 30 du nettoyage. Cet écoulement forcé se produit depuis l'ouverture antérieure 12 de soufflage de l'air vers l'ouverture postérieure 13 d'aspiration de l'air, en passant entre ladite paroi de fond et la surface à nettoyer. L'écoulement forcé permet, en amont de l'ouverture 13, de décoller efficacement les détritus, puis, au niveau de cette ouverture 13, d'évacuer ces détritus ainsi décollés ; l'orientation de l'écoulement forcé entre ces ouvertures 12 et 13, parallèlement à la surface à nettoyer, permet de n'induire aucun risque d'altérer l'agencement et/ou le compactage des cailloux formant le ballast. La figure 6 montre que la base du bras 3 comporte une plaque en L 20 et que la structure 21 de réception et de support de cette base comprend une paroi 22 de montage de ce bras 3. Le montage du bras 3 est réalisé au moyen de quatre tiges 23, notamment filetées, ayant un diamètre limité et/ou présentant des amorces de ruptures (les écrous que reçoivent ces tiges 23 ne sont pas représentés. Les tiges 23 forment une liaison ruptible du bras 3 au véhicule 2, suffisamment résistante pour assurer la liaison du bras 3 au véhicule 2 en situation normale mais apte à se rompre si un train ou une rame venait à surgir et à emporter le bras 3. En outre, la paroi 22 comporte trois détecteurs 25 de proximité de la plaque 20, et des blocs cylindriques 26 de matière élastique sont engagés autour des tiges 23. Les détecteurs 25 sont reliés à un automatisme de commande agissant sur le déplacement du véhicule et/ou sur la commande du bras, de manière à stopper immédiatement le déplacement du véhicule 2, et/ou à bloquer le mouvement du bras dans le sens d'un surcroît d'effort anormal, si un ou plusieurs de ces détecteurs 25 vient à détecter la présence de la plaque 20 à proximité de lui. En situation normale de travail du bras, les blocs élastiques 26 maintiennent la plaque 20 à distance de la paroi 22, et donc à distance des détecteurs 25. En cas de déplacement anormal du bras par rapport à la structure 21, ces blocs élastiques 26 sont comprimés et la plaque 20 est rapprochée de l'un ou l'autre des détecteurs 25, ce qui commande l'arrêt du véhicule 2 et/ou le blocage du bras 3. Le risque de détérioration du bras 3 ou de la structure 21 est ainsi éliminé. Comme cela apparaît de ce qui précède, l'invention fournit une tête de nettoyage d'une voie ferrée en gare, et une machine de nettoyage équipée de cette tête, qui présentent les avantages déterminants suivants : - permettre un nettoyage efficace des détritus présents sur les voies, en n'induisant aucun risque d'altérer l'agencement et/ou le compactage des cailloux formant le ballast ; - permettre un nettoyage plus rapide que celui réalisé par un opérateur et rendant inutile la présence d'un agent de sécurité. L'invention a été décrite ci-dessus en référence à une forme de réalisation donnée à titre de pur exemple. Il va de soi qu'elle n'est pas limitée à cette forme de réalisation et qu'elle s'étend à toutes les autres formes de réalisations couvertes par les revendications ci-annexées. REVENDICATIONS1 - Tête (4) de nettoyage d'une voie ferrée en gare, comprenant une cloche (5) reliée à un conduit (8) d'évacuation d'air, caractérisée en ce qu'elle comprend : - dans la partie de la cloche (5) qui est antérieure selon le sens d'avancement de la tête (4) le long d'une voie lors d'un nettoyage, une ouverture allongée (12) sensiblement transversale à ce sens d'avancement, de soufflage d'air, reliée à un conduit (7) d'alimentation en air ; - dans la partie de la cloche (5) qui est postérieure selon ce même sens d'avancement, une ouverture allongée (13) sensiblement transversale à ce sens d'avancement, d'aspiration d'air, reliée audit conduit (8) d'évacuation d'air ; - entre ces ouvertures (12, 13) antérieure et postérieure, une structure (6) faisant saillie vers l'ouverture inférieure de la cloche (5), incluant une paroi antérieure (6b), située à proximité de ladite ouverture (12) de soufflage d'air, une paroi postérieure (6d), située à proximité de ladite ouverture (13) d'aspiration d'air, et une paroi de fond (6c) reliant cette paroi antérieure (6b) et cette paroi postérieure (6d) l'une à l'autre. 2 - Tête de nettoyage (4) selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle comprend des parois (10, 11) souples et étanches, ou partiellement étanches, dépassant du bord inférieur de la cloche (5), sur l'ensemble de la périphérie de cette 20 cloche (5) 3 - Tête de nettoyage (4) selon la revendication 2, caractérisée en ce que ladite paroi souple et étanche équipant le bord antérieur de la cloche (5) est sous la forme d'une bavette (10) en matière élastique souple, tandis que les parois souples et étanches équipant les bords latéraux de la cloche (5) sont sous la forme de séries (11) 25 de faisceaux de soies alignés. 4 - Tête de nettoyage (4) selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que ladite paroi antérieure (6b), ou ladite paroi postérieure (6d), ou ces deux parois, sont de forme courbe. 5 - Tête de nettoyage (4) selon l'une des revendications 2 à 4, caractérisée en 30 ce que ladite paroi souple et étanche (10) équipant le bord antérieur de la cloche (5) présente, à l'état non déformée, une forme courbe lui permettant de présenter une courbure lors de l'avance de la tête (4) au cours du nettoyage d'une voie. 6 - Tête de nettoyage (4) selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que le conduit (7) d'alimentation en air et le conduit (8) d'évacuation d'air sont disposés concentriquement, l'un dans l'autre, le conduit (7) d'alimentation en air étant situé à l'extérieur du conduit (8) d'évacuation d'air ; la surface de ladite ouverture (12) de soufflage d'air est alors au plus égale à la section du conduit (7) d'alimentation en air tandis que la surface de ladite ouverture (13) d'aspiration d'air est au plus égale à la section du conduit (8) d'évacuation d'air. 7 - Tête de nettoyage (4) selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisée en ce que la surface de ladite ouverture (12) de soufflage d'air est inférieure à la section du conduit (7) d'alimentation en air, afin de créer une accélération du flux d'air au niveau de cette ouverture, favorable au décollement des détritus. 8 - Tête de nettoyage (4) selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisée en ce que la surface de ladite ouverture (13) d'aspiration d'air est inférieure à la section du conduit (8) d'évacuation d'air, afin de créer une accélération du flux d'air au niveau de cette ouverture, favorable à l'évacuation des détritus. 9- Machine (1) de nettoyage, caractérisée en ce qu'elle inclut un véhicule (2) apte à rouler sur le quai (101) longeant une voie à nettoyer et un bras articulé (3) portant la tête de nettoyage (4) selon l'une des revendications 1 à 8, le véhicule (2) comportant des moyens de génération d'un écoulement d'air et une benne de collecte des détritus captés par la tête de nettoyage (4), un tuyau d'écoulement d'air reliant lesdits moyens de génération à la tête de nettoyage (4) et un autre tuyau d'écoulement d'air reliant la tête de nettoyage (4) à la benne. 10 - Machine selon la revendication 9, caractérisée en ce que le bras articulé (3) est relié au véhicule (2) par une liaison ruptible, suffisamment résistante pour assurer la liaison du bras au véhicule en situation normale mais apte à se rompre si un train ou une rame venait à surgir et à emporter le bras (3). 11 - Machine selon la revendication 9, caractérisée en ce qu'elle comprend, entre la base (20) du bras articulé (3) et la structure (21) du véhicule recevant cette base, des moyens (25) de détection d'un effort anormal exercé sur le bras (3), reliés à 30 des moyens de commande qui commandent, en cas de détection d'un tel effort anormal, un blocage de l'avancée du véhicule (2) ou un blocage du mouvement du bras (3) dans le sens d'un surcroît d'effort anormal.