EP0388573B1

EP0388573B1 - Train articulé de renouvellement de voies ferrées

Info

Publication number: EP0388573B1
Application number: EP19890810214
Authority: EP
Inventors: Fritz Bühler
Original assignee: Scheuchzer SA
Current assignee: Scheuchzer SA
Priority date: 1989-03-20
Filing date: 1989-03-20
Publication date: 1993-03-17
Anticipated expiration: 2009-03-20
Also published as: DE68905464D1; EP0388573A1

Description

L'invention concerne un train articulé de renouvellement des voies ferrées composé d'une unité de démontage des fixations des anciens rails, d'une unité de transport, d'une unité de travail et d'une unité de pose des rails, l'unité de travail étant équipée d'une installation de dépose des traverses et d'une installation de pose des traverses montée sur un cadre qui est disposé pour être déplacé latéralement par des moyens de contrôle.
Un tel train est connu du document GB-A-2 016 562. Ce train comporte, accouplé au wagon de travail, un châssis roulant sur la nouvelle voie et articulé à son extrémité antérieure à un support solidaire du wagon de travail et auquel est suspendu ledit cadre qui porte l'installation de pose des traverses. Ce cadre est conçu comme une bascule transversale qui peut basculer autour d'un axe horizontal parallèle à la voie. Grâce à cette possibilité de déplacement latéral, on peut poser les traverses dans les positions voulues, en particulier dans les courbes. Ce déplacement latéral s'effectue automatiquement au moyen d'une sorte de fourchette fixée audit cadre et guidée par des bras s'étendant à l'extrémité postérieure dudit support.
En outre, il est connu du document EP-A 0 168 103 une rame ferroviaire pour le renouvellement des voies ferrées qui comprend deux véhicules réciproquement articulés d'une façon sphérique, le point d'articulation étant situé en porte-à-faux par rapport aux essieux du premier véhicule. Une installation pour la pose des traverses est montée au deuxième véhicule. Un déplacement latéral automatique de cette installation de pose des traverses est réalisé en modifiant l'angle entre l'axe des châssis des deux véhicules par l'intermédiaire de vérins, on détermine de cette manière le point de pose des traverses.
En outre, selon le DE-A 29 13 638, on connaît déjà un train de renouvellement de voies ferrées dans lequel l'installation pour la pose des traverses est installée en porte-à-faux à l'extrémité postérieure du wagon de travail, mais aucun moyen n'est prévu pour un déplacement latéral.
Un autre train articulé est décrit dans la demande de brevet antérieure EP-A-0 355 240 de la demanderesse, comme partie d'un train de renouvellement d'une voie de chemin de fer. Un tel train de renouvellement effectue toutes les opérations simultanément, c'est-à-dire l'écartement des anciens rails, la dépose des anciennes traverses et la pose des nouvelles traverses les unes après les autres, ainsi que la mise en place des nouveaux rails qui ont été placés auparavant à côté de la voie à renouveler.
Ledit train décrit dans la demande de brevet susmentionnée est conçu de manière que seulement l'unité de travail est construite sous forme de wagon de chemin de fer, munie, à son extrémité postérieure, d'un boggie dont les roues sont escamotables et remplacées par des chenilles lorsque le train travaille, et que l'unité de pose des rails est mobile et s'appuie d'une part sur l'extrémité du wagon et d'autre part sur un support roulant qui se déplace sur la voie, ladite unité de pose des rails étant chargée sur le wagon pour la marche haut le pied. L'extrémité antérieure du wagon qui est dépourvue de boggie est articulée à un véhicule de stockage s'appuyant, de façon pivotante, sur le châssis de ce véhicule de stockage qui représente ladite unité de transport et qui comporte également des installations pour démonter les fixations des rails aux traverses. L'unité de pose des rails mobile de ce train consiste en au moins une poutre à laquelle sont suspendus des éléments de pose, cette poutre s'appuyant et étant déplaçable sur le wagon par des galets. Selon une autre forme d'exécution proposée dans cette demande de brevet, cette unité de pose des rails consiste en une poutre téléscopique sur laquelle sont suspendus les éléments de pose, l'extrémité déployée de ladite poutre s'appuyant, en position de travail, sur le support roulant tandis que l'autre extrémité est suspendue à un cadre monté à l'extrémité adjacente du wagon; pour la marche haut le pied, les éléments de cette poutre sont rétractés l'un dans l'autre et se trouvent entièrement chargés sur le wagon. Pour transporter les nouvelles traverses à l'emplacement de travail et enlever les anciennes traverses, il est connu d'avoir des portiques qui roulent sur des chemins de roulement montés en continu sur les unités de démontage, de transport et de travail ainsi que sur les autres véhicules de transport des traverses.
Ce train de renouvellement décrit dans la demande de brevet européen mentionnée présente l'avantage de réduire la longueur des unités de travail à celle d'un seul wagon en marche haut le pied, et de permettre d'adapter la dimension des éléments de l'unité mobile aux conditions et aux efforts de travail, ce qui permet d'échapper aux exigences imposées à un wagon de chemin de fer.
Le but de la présente invention consiste à perfectionner ce train de renouvellement par une construction plus simple et plus compacte rendant plus facile l'adaptation de la machine aux conditions de travail.
Pour atteindre ce but, l'invention est caractérisée par la clause caractérisante de la revendication 1.
Grâce au cadre pivotant autour d'un axe vertical, l'installation est d'une construction très simple, et le fait que l'articulation du cadre pivotant est déplaçable transversalement par rapport à l'axe longitudinal de l'unité de travail et par rapport à l'ancienne voie, a l'avantage que les nouvelles traverses peuvent être posées correctement si l'axe de la nouvelle voie doit être déplacé dans le sens transversal, par exemple pour augmenter l'écart entre cette voie et la voie parallèle.
Pour simplifier encore la construction et réduire le poids des installations de pose des rails, le présent train de renouvellement ne comporte plus les poutres de liaison entre wagon de travail et chariot pose-rails décrites dans la demande de brevet EP-A-0355240. Selon l'une des formes d'exécution possibles, l'unité de pose des rails est construite comme chariot équipé d'un essieu escamotable, lequel est abaissé en position de travail. Selon une autre forme d'exécution possible, l'unité de pose des rails est réalisée sous forme de wagon de chemin de fer. Ce chariot, respectivement ce wagon, est attelé en marche haut le pied à l'unité de travail et porte l'installation de pose des traverses par l'intermédiaire du cadre pivotant. En position de travail, cette unité de pose des rails est tractée par l'unité de travail au moyen d'un câble ou d'une barre de traction télescopique, de telle manière que la distance de pose puisse être adaptée aux conditions de travail.
Ledit cadre pivotant peut en outre être muni de pinces à galet pour la manutention des anciens et des nouveaux rails.
Des formes d'exécution avantageuses de l'invention sont décrites dans les revendications dépendantes.
Ci-dessous, l'invention est exposée plus en détail à l'aide des dessins annexés dans lesquels:
Les figures 1a, 1b, 1c, 1d montrent un train de renouvellement articulé selon l'invention subdivisé, pour des raisons pratiques de représentation, en quatre sections.
La figure 2 montre une vue de dessus de la partie postérieure de l'unité de travail, avec le cadre pivotant.
Les figures 3 et 4 montrent, très schématiquement, une vue de dessus du cadre pivotant et son articulation qui permet, comme illustré à la figure 4, un déplacement transversal.
La figure 5 est une vue détaillée de l'articulation du cadre pivotant.
La figure 6 est une vue en coupe selon l'axe VI-VI de la figure 5.
La figure 7 est une vue schématique du palpeur et de sa fixation au châssis de l'unité de travail.
La figure 8 est une vue schématique illustrant le guidage de l'installation de pose des traverses.
La figure 9 montre la partie postérieure de l'unité de travail avec l'unité de pose des rails attelée à cette unité de travail en marche haut le pied.
La figure 10 est une variante de l'unité de pose des rails en forme d'un wagon de chemin de fer.
La figure 11 est une vue du wagon de chemin de fer selon la figure 10, attelé à l'unité de travail, en position de marche haut le pied.
Les figures 1a à 1d montrent un train de renouvellement articulé selon l'invention, figures sur lesquelles on voit: un wagon de travail 1 formant l'unité de travail, situé au dessus de la zone de renouvellement, un wagon de transport 2 formant l'unité de transport, sur les anciens rails R1, un wagon de démontage 3 formant l'unité de démontage, sur les anciens rails R1, un chariot de pose de rails 4 formant l'unité de pose des rails, sur les nouveaux rails R2 et seulement l'un des plusieurs wagons de stockage 5 pour les traverses, situés à la tête du train qui avance dans le sens de la flèche indiquée figures 1a et 1c.
Le wagon de travail 1 se compose de deux poutres parallèles 7 dont l'écartement est variable, par exemple au moyen d'un vérin hydraulique 7c. Ces poutres sont reliées à un châssis 7a muni, à son extrémité postérieure, d'un boggie 10 à deux essieux 11 entre lesquels est monté un châssis à chenilles automotrices 12 escamotables. Selon une autre forme d'exécution, non représentée sur les figures 1a à 1c, les chenilles sont fixées au châssis et ce sont les essieux qui sont escamotables. L'extrémité antérieure de ce wagon de travail 1, dépourvue de boggie, s'appuie sur le wagon de transport 2, wagon auquel elle est reliée par une articulation 6.
Dans la position de travail, le châssis à chenilles 12 est abaissé par des moyens hydrauliques pour rouler sur le ballast B, comme montré à la figure 1c. En position de marche haut le pied, figure 9, les chenilles 12 sont relevées et les essieux 11 portent sur le rail.
Les poutres 7 du wagon de travail 1 sont munies du chemin de roulement 8 qui se prolonge sur le wagon de transport 2, sur le wagon de démontage 3 ainsi que sur les wagons 5 de stockage des traverses, pour qu'un portique 9, équipé d'une poutre 9a pour le transport des traverses, puisse se déplacer le long du train. Sur ce wagon de travail 1 sont montés l'installation de dépose des anciens rails R1, comprenant des pinces à rails 14 et 28, et des rouleaux de guidage 15 pour ces rails; ainsi que l'installation pour la dépose des anciennes traverses T1 et enfin les éléments de transport et de stockage intermédiaire des traverses. En outre, à l'extrémité où le wagon de travail 1 est articulé au wagon de transport 2, on a prévu un essieu auxiliaire 13 qui est levé pendant le travail et qui entre en fonction seulement lors du déplacement du train.
La manutention des rails se fait par des pinces à rails 14 et 28, et des rouleaux de guidage 15 réglables en hauteur et en largeur. Les anciennes traverses T1 sont démontées une à une à l'aide d'une piocheuse 17 et transmises par un organe 17a au transporteur intermédiaire 18 et, ensuite, par l'intermédiaire d'un élévateur 18a, à un transporteur de stockage 19 duquel elles sont transportées par le portique 9 à l'un des wagons de transport 5. Derrière la piocheuse 17 se trouve une lame d'égalisation 16 destinée à égaliser le ballast B.
En queue de wagon de travail 1 (figures 1c et 2), en porte-à-faux, sont logés dans un cadre 20, pivotant autour d'un axe d'articulation 21, l'installation de pose des nouvelles traverses T2 composée d'une pince coulissante 22, d'un transporteur vertical 23 et de l'élément de pose 24. Ce cadre 20 repose sur le châssis 7a (figure 9) auquel il est relié par l'articulation 21. Le cadre 20 est en outre muni, à son extrémité postérieure, des pinces à rails 28 et d'une cabine 26 (figures 1c et 9) déplaçable en hauteur le long des montants 27 et abaissée pendant le travail.
Devant l'élément de pose, une fraise de ballast 25 montée au châssis 7a sert à égaliser la plate-forme immédiatement avant la pose des nouvelles traverses T2. L'installation de pose des traverses est alimentée par un transporteur de stockage 29 qui reçoit lui-même les nouvelles traverses T2 stockées sur l'un des wagons de stockage 5, au moyen du portique 9.
Pour la pose des nouvelles traverses T2 dans les courbes, le cadre 20 peut être pivoté et ripé (figures 3 et 4). La possibilité de ripage, c'est à dire de déplacement transversal, est nécessaire si l'on veut poser les nouvelles traverses correctement sur un nouvel axe déplacé de la voie, comme cela est notamment le cas si l'on veut augmenter l'écart entre la voie à renouveler et une voie parallèle. La figure 4 montre un ripage d'une distance d de l'axe de la nouvelle voie V2 déplacé par rapport à l'axe de l'ancienne voie V1.
L'articulation du cadre 20, comme montré en détail figures 5 et 6, est réalisée par un axe d'articulation 21a logé dans un palier d'une pièce 38 qui elle-même peut être déplacée dans le sens transversal par l'intermédiaire d'un vérin 39, dans l'espace limité par deux parties parallèles du châssis 7a.
Le pivotement du cadre 20 est commandé automatiquement par un palpeur 30 (figures 1c et 7) qui suit et mesure la position de l'ancienne voie par rapport au châssis 7a, et par une unité de calcul, comme cela sera encore décrit ultérieurement. Dans l'exemple considéré, ledit palpeur 30 et l'unité de calcul ont également la fonction de système de guidage des chenilles, on économise ainsi un système de guidage séparé pour l'installation de pose des traverses; mais, en principe, on peut prévoir un système de guidage pour l'installation de pose des traverses indépendant de celui des chenilles. Le palpeur 30 est relié à la barre de liaison 7b des poutres 7 par un vérin de mesure 31 opérant devant la piocheuse 17. Ce palpeur comporte deux patins 30a qui sont guidés par l'ancienne voie, à savoir, comme le montre la figure 7, par les selles 32 des anciennes traverses T1 dépourvues de l'ancien rail. La distance de pose est déterminée par une roue de mesure placée en tête de machine.
Le wagon de transport 2 (figure 1b), avec chemin de roulement 8, s'appuie sur des boggies 33, dont un est motorisé. Ce wagon est relié en tête au wagon de démontage 3 (figure 1a) par une articulation 34. Ce wagon de transport 2 est équipé du groupe d'entraînement 35 et de l'installation de ramassage et de stockage des fixations des rails 36, 37. Le portique 9 automoteur permet la prise et le transport de trente traverses.
Le chariot pose-rails 4 (figures 1d et 9), muni d'un premier essieu 40 et d'un deuxième essieu 41 escamotable, est attelé pendant le travail au wagon de travail 1 par un câble 45 et, en marche haut le pied, avec l'essieu 41 levé, comme bissel en queue du wagon de travail 1. Le châssis du chariot 4 est équipé des pinces à rails 42 pour la pose des nouveaux rails R2 et de rouleaux de guidage 43 pour le rangement des anciens rails R1. Pendant ces travaux, ces rails sont guidés par des pinces à rails 28 montées à l'extrémité postérieure du cadre pivotant 20. Par ailleurs, le chariot 4 est également équipé d'une cabine 44 mobile sur son châssis; pendant le travail, elles est placée en tête du chariot 4 (figure 1d) et, pendant le transport, en queue (figure 9). En outre, le chariot 4 est muni d'un groupe d'entraînement 47 pour l'alimentation des éléments de travail de ce chariot.
En marche haut le pied, le chariot 4 porte l'installation de pose des traverses par l'intermédiaire du cadre 20, comme indiqué à la figure 9, ainsi que les pinces à rails 28 et la cabine 26.
La mise en oeuvre du wagon articulé de renouvellement s'effectue de la manière suivante:
Au début du chantier, les fixations des anciens rails R1 sont démontées. Ces anciens rails sont écartés à l'aide de pinces à rails 14 et les anciennes traverses T1 sont enlevées une à une par la piocheuse 17 et acheminées par l'organe 17a au transporteur intermédiaire 18 et, ensuite, par l'élévateur 18a, au transporteur de stockage 19. Derrière l'installation de déposé, le ballast est égalisé par la lame d'égalisation 16.
Le portique 9 achemine les nouvelles traverses T2 depuis l'un des wagons de stockage 5 placé en tête du train, les décharge sur le transporteur 29 et prend ensuite les anciennes traverses T1 stockées sur le transporteur de stockage 19 pour les évacuer sur les wagons 5.
Dès que les chenilles 12 s'engagent dans la zone de renouvellement, l'essieu avant 41 du chariot pose-rails 4 est abaissé, et ce chariot est découplé du wagon de travail 1. Ensuite, les nouvelles traverses T2 sont posées une à une au moyen de l'installation 22 à 24 supportée par le cadre 20.
A cet effet, on fait guider le cadre pivotant 20 par un asservissement, lequel commande également le système de guidage des chenilles 12, le tout en fonction de la position de l'ancienne voie V1, par l'intermédiaire du palpeur 30. Ce nouveau système de guidage combiné comprend en outre: un mesureur de la valeur effective de l'angle α (figure 8) formé par la flèche fm de l'ancienne voie V1 et l'axe longitudinal A1 de l'unité de travail 1, un calculateur déterminant la valeur de consigne de l'angle α en fonction de la géométrie de la voie dans les courbes de raccordement et dans lequel sont introduites les valeurs de consigne connues de l'angle α pour des sections de courbes à courbure constante, et, le cas échéant, par exemple dans les courbes à rayon variable, un deuxième calculateur pour le calcul de l'angle de travail β formé par l'axe longitudinal A1 de l'unité de travail 1 et l'axe longitudinal A20 du cadre 20 de l'installation de pose des traverses en fonction de l'angle α, corrigé en fonction de la distance d'avancement de l'unité de travail 1 entre le point de mesure et le point de pose des traverses.
Comme déjà mentionné, ce cadre pivotant 20 permet aussi, le cas échéant, un ripage des nouvelles traverses au moyen d'une commande à vérin 39.
Dès que la machine est suffisamment avancée, les nouveaux rails R2, qui ont été préalablement posés de part et d'autre de la voie, sont centrés sur les nouvelles traverses T2 au moyen des pinces à rails 42 du chariot 4 qui est tracté par un câble 45, relié au wagon de travail 1. Ces nouveaux rails sont manipulés, comme les anciens, par les pinces à rails 28, à l'extrémité postérieure du cadre 20. Les anciens rails R1 guidés par les rouleaux de guidage 43 du chariot 4 sont posés derrière ce chariot 4 dans l'axe de la voie, à l'aide d'un lorry auxiliaire.
Pour la marche haut le pied, le boggie à chenilles 12 est centré sur l'ancienne voie et les essieux 11 sont abaissés. Le chariot pose-rails 4 est tracté à l'aide du câble 45. Il est ensuite accroché au wagon de travail 1, comme illustré à la figure 9 et, dans cette position de marche haut le pied, il sert de support du cadre pivotant 20 portant l'installation de pose des traverses, les pinces à rails 28 et la cabine 26 placée dans sa position élevée.
Au lieu d'un câble 45, le chariot 4 peut aussi être tracté, en position de travail, par une barre téléscopique, pour que la distance de pose par rapport au wagon de travail 1 puisse être adaptée aux conditions de travail.
Les figures 10 et 11 montrent une variante d'exécution en ce qui concerne l'unité de pose des nouveaux rails qui consiste, dans ce cas, en un wagon de chemin de fer 4′, monté sur deux essieux 40′, et muni également de pinces à rails 42′, des rouleaux de guidage 43′, d'une cabine mobile 44′ et d'un groupe 47′ pour l'entraînement des éléments de travail de ce wagon. Celui-ci est tracté, en position de travail, soit par un câble, soit par une barre télescopique, la cabine 44′ se trouvant en tête du wagon 4′. En position de marche haut le pied, ce wagon 4′ est attelé au wagon de travail 1 par une barre de liaison 46, comme montré à la figure 11, et porte dans cet état le cadre pivotant 20 avec l'installation pose-traverses, les pinces à rails 28 et la cabine 26, la cabine 44′ se trouvant à la queue.
L'invention n'est pas limitée aux formes d'exécution décrites mais peut présenter de nombreuses variantes.

Claims

Train de renouvellement de voies ferrées composé d'une unité de démontage (3) des fixations des anciens rails (R1), d'une unité de transport (2), d'une unité de travail (1) et d'une unité de pose des rails (4), l'unité de travail (1) étant équipée d'une installation de dépose des traverses (17), et d'une installation de pose des traverses (22 à 24) montée sur un cadre (20) qui est disposé pour être déplacé latéralement par des moyens de contrôle, caractérisé en ce que ledit cadre (20) est un cadre pivotant, monté en porte-à-faux à l'extrémité postérieure de l'unité de travail (1), mobile autour d'une articulation verticale (21) et maintenu en position de travail par un asservissement, de telle manière que les traverses (T2) puissent être posées dans la position voulue, et que ladite articulation (21) du cadre pivotant (20) est montée de manière déplaçable transversalement par rapport à l'axe longitudinal (A1) de l'unité de travail (1) de manière que les nouvelles traverses (T2) puissent être posées correctement sur le nouvel axe de la voie déplacée (V2).
Train de renouvellement selon la revendication 1 dans lequel ladite unité de travail (1) est pourvue de chenilles (12) roulant sur le ballast (B), d'un palpeur (30) s'appuyant sur les anciennes traverses (T1) et d'un système de guidage des chenilles (12) en fonction de la position de l'ancienne voie (V1), caractérisé en ce que ce système de guidage des chenilles (12) est lié à l'asservissement pour le guidage de l'installation de pose des traverses (22 à 24).
Train de renouvellement selon la revendication 2, caractérisé en ce que ledit asservissement pour le guidage comprend un mesureur de l'angle α formé par la flèche (fm) de l'ancienne voie (V1) et l'axe longitudinal (A1) de l'unité de travail (1), un calculateur déterminant l'angle α en fonction de la géométrie de la voie, et calculant l'angle de travail β formé par l'axe longitudinal (A1) de l'unité de travail (1) et l'axe longitudinal (A20) du cadre (20) de l'installation de pose des traverses en fonction de l'angle α corrigé selon la distance d'avancement de l'unité de travail (1) entre le point de mesure et le point de pose des traverses.
Train de renouvellement selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que ledit cadre pivotant (20) est muni de pinces à rails (28) pour la manutention des anciens et des nouveaux rails (R1, R2).
Train de renouvellement selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que l'unité de pose des rails comprend un chariot (4) équipé d'un essieu escamotable (41), lequel est abaissé en position de travail, ledit chariot (4) étant attelé en marche haut le pied comme bissel à l'unité de travail (1) et portant l'installation de pose des traverses (22 à 24) par l'intermédiaire du cadre pivotant (20).
Train de renouvellement selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que l'unité de pose des rails est construite conne wagon de chemin de fer (4′), ledit wagon étant attelé, en marche haut le pied, à l'unité de travail (1) par une barre de liaison (46) et portant le pose-traverses (22 à 24) par l'intermédiaire du cadre pivotant (20).
Train de renouvellement selon la revendication 5 ou 6, muni de pinces et de galets pour la dépose des anciens rails et la pose des nouveaux rails, caractérisé en ce que l'unité de pose des rails (4, 4′) est tractée par l'unité de travail (1) au moyen d'un câble (45) avec treuil ou au moyen d'une barre de traction télescopique, de telle manière que la distance de pose puisse être adaptée aux conditions de travail.
Train de renouvellement selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que le cadre (20) est équipé d'une cabine (26) escamotable pour permettre l'accouplement du chariot (4) ou du wagon de chemin de fer (4′) au train.