Brevet FR3154737A1 — publié le 20250502

Titre : Dispositif de bourreuse servant au compactage du ballast Dispositif de bourreuse (3) servant au compactage du ballast (24) du type monté sur le châssis (1) d’un engin de chantier circulant sur rails (25), comportant deux bourroirs (4, 5) conçus aptes à être enfoncés dans le ballast (24) de part et d’autre d’une traverse (20), et à être rapprochés l’un vers l’autre. Chacun des bourroirs (4, 5) comprend un bras (40, 50) monté sur un arbre (30) lui-même monté pivotant sur un arbre (10) selon un axe (X) horizontal perpendiculaire à la traverse (10), prolongé d’une dent courbe (42, 52), de courbure coaxiale à l’axe horizontal (X), les bourroirs (4, 5) sont associés à des moyens moteurs (11, 33), dont l’un (11) permet leur pivotement pour faire plonger dans le ballast (24) la dent courbe (42, 52), et un autre moyen moteur (33) permettant de faire se rapprocher ou s’éloigner les bourroirs (4, 5) l’un par rapport à l’autre. Figure pour l’abrégé : Fig. 4 Dispositif de bourreuse servant au compactage du ballast La présente invention a pour objet dans le domaine des travaux ferroviaires un dispositif de bourreuse servant au compactage du ballast sous les traverses, ainsi qu’un engin de chantier circulant sur rails équipé d’un tel dispositif. Certaines opérations d’entretien de voies de chemin de fer nécessitent le remplacement du ballast, ce qui implique de devoir compacter celui-ci. A cet effet on utilise des dispositifs de bourreuse, qui comportent des éléments métalliques ou bourroirs que l’on plonge dans le ballast et que l’on fait vibrer afin de faire descendre les éléments les plus petits et de combler les vides. On connaît les dispositifs de bourreuse manuelle qui se présentent sous la forme générale d’un marteau pneumatique équipé à son extrémité active d’un bourroir. En pratique on utilise simultanément au moins deux dispositifs de bourreuses, un de chaque côté d’une traverse, afin de réaliser en plus de la vibration, dans un mouvement de déplacement en direction l’un de l’autre, le remuage et le serrage du ballast sous ladite traverse. On connaît également des dispositifs de bourreuse, consistant en des engins de chantier circulant sur rails, comprenant au moins une paire de bourroirs constitués chacun d’un élément en forme de dent, tel que cela est décrit dans WO2020182393, les deux bourroirs d’une paire étant destinés à être enfoncés dans le ballast de chaque côté d’une traverse, puis à être rapprochés en direction l’un de l’autre et à être animés de vibration. On connaît également des dispositifs de bourreuses montés sur un engin de chantier circulant sur rails, comportant de part et d’autre dudit engin, une série de bourroirs aptes à être enfoncés verticalement dans le ballast et permettant de traiter simultanément plusieurs traverses. Ces dispositifs de bourreuse existants réalisent le compactage par gravité, au travers le remuage et les vibrations mais quel que soit le dispositif de bourreuse considéré, même manuel, le déplacement horizontal est celui d’une dent plus ou moins verticale, de largeur réduite, en sorte que le serrage ou le pincement est réalisé sur une faible portion de ballast. D’autre part encore, si les dispositifs de bourreuses manuels permettent de traiter entre les traverses et sous les rails, ce n’est pas possible avec des machines telles que celle décrite dans WO2020182393, puisqu’elles ne traitent qu’à la verticale. La présente invention a pour but de remédier à ces divers inconvénients en proposant un dispositif de bourreuse servant au compactage du ballast permettant de réaliser des opérations de remuage, de serrage, de vibrage et de tassement du ballast, entre les traverses et même sous les rails, ainsi qu’un engin de chantier circulant sur rails équipé d’un tel dispositif de bourreuse. Le dispositif de bourreuse servant au compactage du ballast selon l’invention est du type monté sur le châssis d’un engin de chantier circulant sur rails, comportant deux bourroirs conçus aptes à être enfoncés dans le ballast de part et d’autre d’une traverse, et à être rapprochés l’un vers l’autre, et il se caractérise en ce que chacun desdits bourroirs comprend un bras dont une extrémité est montée sur un arbre lui-même monté pivotant sur un arbre selon un axe horizontal perpendiculaire à ladite traverse, tandis que son autre extrémité se prolonge d’une dent courbe, de courbure coaxiale audit axe horizontal, et en ce que lesdits bourroirs, qui sont parallèles, sont associés à des moyens moteurs, dont l’un permet leur pivotement pour, en alternance, faire plonger dans ledit ballast ladite dent courbe par son extrémité libre, puis l’en extraire, et un autre moyen moteur permettant de faire se rapprocher ou s’éloigner lesdits bourroirs l’un par rapport à l’autre. On comprendra que le mouvement de pivotement permet d’engager les dents courbes dans le ballast, tandis que le rapprochement des bourroirs permet le compactage du ballast où que ce soit. D’autre part, lors du rapprochement des deux bourroirs c’est sur toute la longueur de l’enfoncement des dents courbes qu’est réalisé le pincement du ballast. Selon une caractéristique additionnelle du dispositif de bourreuse selon l’invention, les moyens moteurs d’enfoncement et de rapprochement ou d’éloignement des bourroirs, sont adaptés à générer des vibrations, simultanément ou indépendamment. Selon une autre caractéristique additionnelle du dispositif de bourreuse selon l’invention, l’arbre pivotant qui porte les bourroirs est positionné au-dessus d’un rail. Une telle architecture permet de faire plonger les dents courbes dans le ballast, sous le rail. Selon une autre caractéristique additionnelle du dispositif de bourreuse selon l’invention, le moyen moteur générant le pivotement des bourroirs, consiste en un vérin hydraulique reliant le châssis de l’engin de chantier à un arbre traversant transversalement les deux bourroirs à proximité de la jonction de la dent au bras. L’allongement ou le raccourcissement du vérin hydraulique permet, respectivement, de faire plonger les dents courbes dans le ballast ou de les en faire ressortir. Selon une autre caractéristique additionnelle du dispositif de bourreuse selon l’invention, le vérin hydraulique est associé à une commande permettant de générer des vibrations. Selon une autre caractéristique additionnelle du dispositif de bourreuse selon l’invention, le moyen moteur générant le mouvement de rapprochement ou d’éloignement des bourroirs l’un de l’autre, consiste en un vérin hydraulique qui s’étend entre d’une part un arbre qui traverse transversalement les deux bourroirs à proximité de la jonction de la dent au bras, et sur lequel arbre lesdits deux bourroirs peuvent coulisser, et d’autre part un palier excentré solidaire de l’arbre pivotant portant les deux bourroirs, en sorte que l’allongement ou le raccourcissement dudit vérin hydraulique permette le pivotement dudit arbre pivotant sur l’arbre du châssis, tandis que lesdits deux bourroirs sont liés audit arbre pivotant au travers de systèmes vis/écrou de pas inversés. Selon une autre caractéristique additionnelle du dispositif de bourreuse selon l’invention, le vérin hydraulique générant le mouvement de rapprochement ou d’éloignement des bourroirs l’un de l’autre est associé à une commande permettant de générer des vibrations. De manière avantageuse, l’arbre qui traverse transversalement les deux bourroirs et auquel est solidarisé le vérin hydraulique générant le mouvement de rapprochement ou d’éloignement des bourroirs l’un de l’autre, est le même que celui sur lequel s’applique le vérin hydraulique qui génère le pivotement des bourroirs. La présente invention a également pour objet un engin de chantier circulant sur rails équipé d’un dispositif de bourreuse tel que défini précédemment, et qui se caractérise en ce qu’il comporte deux dispositifs de bourreuse, disposés côte-à-côte chacun au-dessus d’un rail de la voie sur laquelle se déplace ledit engin de chantier. Les avantages et les caractéristiques du dispositif de bourreuse selon l’invention, ressortiront plus clairement de la description qui suit et qui se rapporte au dessin annexé, lequel en représente un mode de réalisation non limitatif. Dans le dessin annexé : FIG. 1 . représente une vue schématique partielle en élévation et en coupe, d’un engin de chantier équipé d’un dispositif de bourreuse selon l’invention, FIG. 2 . représente une vue schématique partielle en élévation et en coupe, du même engin de chantier équipé d’un dispositif de bourreuse selon l’invention, dans une autre configuration d’utilisation, FIG. 3 . représente une vue schématique partielle en élévation et en coupe, du même engin de chantier équipé d’un dispositif de bourreuse selon l’invention, dans une autre configuration d’utilisation, FIG. 4 . représente une vue schématique partielle en perspective et en coupe, du même engin de chantier équipé d’un dispositif de bourreuse selon l’invention, dans la même configuration d’utilisation de la FIG. 1 , FIG. 5 . représente une vue schématique partielle en perspective et en coupe, du même engin de chantier équipé d’un dispositif de bourreuse selon l’invention, dans la même configuration d’utilisation de la FIG. 2 , [Fig.6]. représente une vue schématique partielle en perspective et en coupe, du même engin de chantier équipé d’un dispositif de bourreuse selon l’invention, dans la même configuration d’utilisation de la FIG. 3 , En référence à ces figures 1, 2 et 3 on peut voir une partie d’un châssis 1 d’un engin de chantier circulant sur une voie de chemin de fer 2 dont on voit principalement, et partiellement sur les figures 1, 2 et 3, une traverse 20 et un rail 21, ainsi qu’en l’occurrence, dans le cas particulier d’un métro sur pneumatiques, une poutrelle 22 et un rail latéral 23, le tout reposant sur du ballast 24. Sur les figures 4, 5 et 6 on peut voir de plus l’autre partie de la voie 2, à savoir un rail 25, une poutrelle 26 et un rail latéral 27. Le châssis 1 est équipé d’un dispositif de bourreuse 3 selon l’invention, lequel est disposé à la verticale de la poutrelle 22 et du rail 21, c’est-à-dire dans l’alignement des roues, non représentées, de l’engin de chantier. Le dispositif de bourreuse 3 comprend, comme cela est plus particulièrement visible sur les figures 4, 5 et 6, deux bourroirs 4 et 5, montés sur un arbre 30, lui-même monté pivotant sur un arbre 10 d’axe X, parallèle à la poutrelle 22 et au rail 21 et disposé à la verticale de ceux-ci, et apte à pivoter axialement sur le châssis 1. Les bourroirs 4 et 5 comprennent chacun un bras 40, respectivement 50, monté sur l’arbre 30, au travers d’un palier 41, respectivement 51, à l’autre extrémité duquel s’étend une dent courbe 42, respectivement 52, dont la courbure est coaxiale à l’axe X du palier 41, respectivement 51. Les bourroirs 4 ou 5 ont ainsi une forme de crochet, constitué d’une partie rectiligne, le bras 40 ou 50, prolongée d’une partie courbe, la dent 42 ou 52. La dent courbe 42, respectivement 52, est disposée pointe 43, respectivement 53, dirigée vers le bas, en sorte qu’un pivotement selon X des bourroirs 4 et 5, provoque la rentrée des dents courbes 42 et 52 dans le ballast 24 par les pointes 43 et 53, dans un mouvement globalement oblique, comme cela ressort des figures. Le déplacement en pivotement des bourroirs 4 et 5 est généré par un moyen moteur en l’occurrence un vérin hydraulique 11 dont le cylindre 12 est solidaire du châssis 1, de manière excentrée par rapport à l’axe X, et dont la tige 13 est solidaire d’un arbre 14 qui relie transversalement les deux bourroirs 4 et 5, en les traversant à proximité de la liaison entre les bras 40 et 50 avec les dents courbes 41 et 51, dans des paliers respectivement 44 et 54. Le vérin hydraulique 11 permet ainsi de faire tourner l’arbre 30 sur l’arbre 10, sachant que, comme cela sera vu plus loin, les paliers 41 et 51 sont solidaires de l’arbre 30. Les dents 42 et 52 peuvent ainsi être plongées dans le ballast 24, de part et d’autre de la traverse 20. D’autre part, par la gestion du fonctionnement du vérin hydraulique 11, il est possible de le faire entrer en vibration, les dents 42 et 52 peuvent donc vibrer le ballast 24 de chaque côté de la traverse 20. En référence plus particulièrement aux figures 4, 5 et 6, on peut voir que l’arbre 30 comporte deux zones filetées 31 et 32, de pas inversés, avec lesquelles coopèrent en liaisons vis-écrous, les paliers 41 et 51, en sorte qu’une rotation de l’arbre 30, génère le déplacement en rapprochement ou en écartement, selon le sens de rotation, des paliers 41 et 51 et donc des bourroirs 4 et 5. Le pivotement de l’arbre 30, indépendamment de son pivotement sur l’arbre 10, est généré par un vérin hydraulique 33, dont le cylindre 34 est solidaire de l’arbre 30 par l’intermédiaire d’un palier excentré 35, tandis que sa tige 36 est solidaire de l’arbre 14, sur lequel peuvent se déplacer en coulissement les paliers 44 et 54 et ainsi les bourroirs 4 et 5. Ainsi, les dents 42 et 52 des bourroirs 4 et 5 peuvent être enfoncées dans le ballast 24 sous l’action du vérin hydraulique 11, en passant de part et d’autre de la traverse 20 sous le rail 21, tandis que le rapprochement des bourroirs 4 et 5, générés par le vérin hydraulique 33 qui provoque le pivotement de l’arbre 30, tel que cela est visible sur la [Fig.6], permet, lorsque les dents 42 et 52 sont plongées dans le ballast 24, de compacter ce dernier sous la traverse 20, sous le rail 21. D’autre part, par la gestion du fonctionnement du vérin hydraulique 33, il est possible de le faire entrer en vibration dans le sens transversal. La gestion des vérins hydrauliques 11 et 33 peut ainsi permettre, simultanément à l’enfoncement ou le relevage et/ou le rapprochement ou l’éloignement des bourroirs 4 et 5, de vibrer le ballast 24. Comme on peut le voir sur les figures 4, 5 et 6, le châssis 1 est adapté pour recevoir un second dispositif de bourreuse 3, pour traiter le ballast 24 au niveau du rail 25. Dispositif de bourreuse (3) servant au compactage du ballast (24) du type monté sur le châssis (1) d’un engin de chantier circulant sur rails (21, 25), comportant deux bourroirs (4, 5) conçus aptes à être enfoncés dans le ballast (24) de part et d’autre d’une traverse (20), et à être rapprochés l’un vers l’autre, caractérisé en ce que chacun desdits bourroirs (4, 5) comprend un bras (40, 50) dont une extrémité (41, 51) est montée sur un arbre (30) lui-même monté pivotant sur un arbre (10) selon un axe (X) horizontal perpendiculaire à ladite traverse (10), tandis que son autre extrémité se prolonge d’une dent courbe (42, 52), de courbure coaxiale audit axe horizontal (X), et en ce que lesdits bourroirs (4, 5), qui sont parallèles, sont associés à des moyens moteurs (11, 33) , dont l’un (11) permet leur pivotement pour, en alternance, faire plonger dans ledit ballast (24) ladite dent courbe (42, 52) par son extrémité libre (43, 53), puis l’en extraire, et un autre moyen moteur (33) permettant de faire se rapprocher ou s’éloigner lesdits bourroirs (4, 5) l’un par rapport à l’autre. Dispositif de bourreuse selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens moteurs d’enfoncement (11) et de rapprochement ou d’éloignement (33) des bourroirs (4, 5), sont adaptés à générer des vibrations, simultanément ou indépendamment. Dispositif de bourreuse selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisé en ce que l’arbre pivotant (30) qui porte les bourroirs (4, 5) est positionné au-dessus d’un rail (21, 25). Dispositif de bourreuse selon l’une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le moyen moteur générant le pivotement des bourroirs (4, 5), consiste en un vérin hydraulique (1)1) reliant le châssis (1) de l’engin de chantier à un arbre (14) traversant transversalement les deux bourroirs (4, 5) à proximité de la jonction de la dent (42, 52) au bras (40, 50). Dispositif de bourreuse selon la revendication 4, caractérisé en ce que le vérin hydraulique (11) générant le pivotement des bourroirs (4, 5) est associé à une commande permettant de générer des vibrations. Dispositif de bourreuse selon l’une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le moyen moteur générant le mouvement de rapprochement ou d’éloignement des bourroirs (4, 5) l’un de l’autre, consiste en un vérin hydraulique (33) qui s’étend entre d’une part un arbre (14) qui traverse transversalement les deux bourroirs (4, 5) à proximité de la jonction de la dent (42, 52) au bras (40, 50), et sur lequel arbre (14) lesdits deux bourroirs (4, 5) peuvent coulisser, et d’autre part un palier excentré (35) solidaire de l’arbre pivotant (30) portant les deux bourroirs (4, 5), en sorte que l’allongement ou le raccourcissement dudit vérin hydraulique (33) permette le pivotement dudit arbre pivotant (30) sur l’arbre (10) du châssis (1), tandis que lesdits deux bourroirs (4, 5) sont liés audit arbre pivotant (30) au travers de systèmes vis/écrou de pas inversés. Dispositif de bourreuse selon la revendication 6, caractérisé en ce que le vérin hydraulique (33) générant le mouvement de rapprochement ou d’éloignement des bourroirs (4, 5) l’un de l’autre est associé à une commande permettant de générer des vibrations. Dispositif de bourreuse selon l’une quelconque des revendications 4 à 7, caractérisé en ce que l’arbre (14) qui traverse transversalement les deux bourroirs (4, 5) et auquel est solidarisé le vérin hydraulique (33) générant le mouvement de rapprochement ou d’éloignement des bourroirs (4, 5) l’un de l’autre, est le même que celui sur lequel s’applique le vérin hydraulique (11) qui génère le pivotement des bourroirs (4, 5). Engin de chantier circulant sur rails, caractérisé en ce qu’il comporte deux dispositifs de bourreuse (3) selon l’une quelconque des revendications 1 à 8, disposés côte-à-côte chacun au-dessus d’un rail (21, 25) de la voie (2) sur laquelle se déplace ledit engin de chantier.