FR3101891A1 - maillon pour une chaîne d’excavation et chaine d’excavation associée - Google Patents

Abstract

L'invention concerne un maillon (100) pour une chaîne (8) d’excavation destinée à circuler sur un chemin de circulation présentant une portion d’excavation (5) pour un dispositif d’excavation (4) de ballast au-dessous d’une voie ferrée (2), le maillon (100) comportant un corps (101) s’étendant longitudinalement entre une extrémité avant (110) et une extrémité arrière (120) et est traversé par au moins un trou traversant avant (111) et un trou traversant arrière (121) configurés pour recevoir des moyens d’articulation avec un maillon adjacent de la chaîne (8), les trous traversants avant (111) et arrière (121) s’étendant suivant des axes parallèles entre eux et contenus dans un plan de référence (P) du corps (101), le maillon (100) étant caractérisé en ce que le corps (101) présente d’un côté intérieur (100B) du corps (101) par rapport au plan de référence (P), opposé au côté extérieur (100A), une surface de guidage (150) concave s’étendant sur une enveloppe (155) présentant une génératrice d’axe (G) parallèle aux axes des articulations (A1, A2) du maillon, la surface de guidage (150) étant configurée pour épouser au moins localement une courbure (C) d’un organe de renvoi (40) du dispositif d’excavation (4). (Figure d’abrégé : Fig.5)

Description

maillon pour une chaîne d’excavation et chaine d’excavation associée

Domaine technique de l’invention

L'invention concerne, de façon générale, le domaine technique des chaînes de déblaiement ou d’excavation.

L’invention se rapporte plus spécifiquement à un maillon pour une chaîne d’excavation destinée à circuler sur un chemin de circulation présentant une portion rectiligne d’excavation pour un dispositif de déblaiement de ballast au-dessous d’une voie ferrée, et à une chaîne d’excavation comportant de tels maillons.

On connaît dans l’art antérieur des trains de travaux équipés de machines chargées de retirer le ballast situé sous les traverses d’une voie ferrée, et de le trier pour une réutilisation éventuelle en le déversant sur la voie. Ces machines sont communément appelées « dégarnisseuses ». De manière connue, de tels trains de travaux comprennent en plus généralement une machine chargée du criblage du ballast pour conserver, d’une part, la partie saine du ballast pour sa réutilisation, et d’autre part, évacuer la partie usée du ballast dans des wagons prévus à cet effet. De cette manière, la dégarnisseuse-cribleuse permet d’enlever, trier le ballast usagé et remplacer la totalité de la couche de ballast avec le ballast sain trié ainsi qu’un éventuel apport complémentaire de ballast neuf.

De tels trains de travaux sont équipés de chaînes d’excavation constituées d’une succession de maillons articulés entre eux dont une partie au moins est équipée de pelles destinées à excaver le ballast. Cette chaîne est disposée de façon déplaçable ou réglable en hauteur, sur le châssis du véhicule ferroviaire. La chaîne est mue d’une manière sans fin par un mécanisme d’entrainement. Le chemin de la chaîne est configuré de sorte qu’il comporte une portion rectiligne d’excavation située sous les traverses de la voie ferrée, la chaîne travaillant sur cette portion d’excavation transversalement par rapport à l’orientation des rails de la voie ferrée en entraînant et transportant avec elles le ballast. De part et d’autre de cette portion rectiligne d’excavation sont disposées des équerres formant des organes de renvoi pour la chaîne d’excavation. Ces équerres sont localisées aux extrémités de la portion rectiligne d’excavation, portion le long de laquelle le ballast est retiré, et sont généralement formées d’une paroi fixe coudée sur laquelle glissent successivement les maillons de la chaîne. La chaîne circule le long d’un chemin longitudinal d’arrivée puis circule sur la portion rectiligne d’excavation après avoir traversé une première portion coudée formée par l’une des équerres. La chaîne qui poursuit son chemin sort ensuite de ladite portion rectiligne d’excavation pour circuler sur la portion longitudinale de sortie après avoir traversé une seconde portion coudée formée par l’autre des équerres. Les pelles arrivent sur cette portion rectiligne d’excavation en étant déchargées et en ressortent chargées de ballast vers la portion longitudinale de sortie. Les portions longitudinales d’arrivée et de sortie sont reliées, dans une zone située en hauteur par rapport au véhicule ferroviaire par une portion transversale de déversement où le ballast est déversé sur des bandes transporteuses. Les pelles déchargées du ballast continuent alors leur chemin vers la portion longitudinale d’arrivée répétant ensuite ces opérations.

Ces pelles sont conçues pour répondre à de nombreuses problématiques. En particulier, elles doivent être suffisamment résistantes pour assurer un certain nombre de cycles prédéterminé afin d’assurer l’excavation et le transport de ballast en nécessitant un minimum de maintenance. Ces pelles doivent en outre permettre le transport efficace du ballast vers son déversement en vue de l’opération de criblage, ceci pour améliorer le rendement de la dégarnisseuse par l’excavation du ballast aussi bien que celui de la cribleuse pour permettre d’améliorer le taux de réutilisation du ballast sain.

Malgré ces objectifs, et compte tenu des contraintes considérables subies par les pelles excavatrices, l’amélioration de leur résistance en vue de minimiser leur maintenance est une problématique constante en recherche continue d’amélioration.

Pour améliorer encore leur durée de vie, il est également connu de munir ces pelles de doigts renforcés formant des griffes et placés dans le prolongement de la pelle. De telles doigts sont conçus de manière très résistante dont la maintenance est plus aisée que le maillon de la chaîne lui-même et qui permet de s’adapter de façon plus précise à une usure localisée en fonction des efforts subis. Cela permet ainsi une réduction du coût de la maintenance et un temps de maintenance, donc d’arrêt de la machine, plus court.

Cependant l’usure des maillons est également localisée au niveau des organes de renvoi. En effet, les chocs subis dans ces zones coudées, compte tenu des efforts en jeu, entraînent une usure souvent prématurée au niveau des équerres, et plus généralement au niveau des organes de renvoi disposés le long du chemin parcouru par la chaîne. L’usure est en outre localisée sur le côté intérieur des maillons, opposée au côté extérieur d’où est saillant la pelle

L’invention vise à remédier à tout ou partie des inconvénients de l’état de la technique en proposant notamment une chaîne d’excavation permettant une diminution de l’usure de ses maillons, et permettant également une diminution de l’usure subie par les organes de renvoi.

Pour ce faire est proposé, selon un premier aspect de l'invention, un maillon pour une chaîne d’excavation destinée à circuler sur un chemin de circulation présentant une portion d’excavation pour un dispositif de déblaiement de ballast au-dessous d’une voie ferrée, le maillon comportant un corps s’étendant longitudinalement entre une extrémité avant et une extrémité arrière et est traversé par au moins un trou traversant avant et un trou traversant arrière configurés pour recevoir des moyens d’articulation avec un maillon adjacent de la chaîne, les trous traversants avant et arrière s’étendant suivant des axes parallèles entre eux et contenus dans un plan de référence du corps, le maillon étant caractérisé en ce que le corps présente d’un côté intérieur du corps par rapport au plan de référence, opposé au côté extérieur, une surface de guidage concave s’étendant sur une enveloppe présentant une génératrice d’axe parallèle aux axes des articulations du maillon, la surface de guidage étant configurée pour épouser au moins localement une courbure d’un organe de renvoi du dispositif de déblaiement.

Grâce à une telle combinaison de caractéristique, le maillon peut circuler sur un organe de renvoi tel que des équerres de part et d’autre d’une portion rectiligne d’excavation en suivant localement sa courbure. De cette manière, l’usure du côté intérieur du maillon, comme l’usure de l’organe de renvoi, est réduite.

Par ailleurs, durant un tel mouvement, le maillon est stabilisé par un contact surfacique entre la surface de guidage du corps du maillon d’une part, et la surface d’entrainement de l’organe de renvoi d’autre part qui présente localement une forme sensiblement complémentaire. Un tel contact surfacique permet en effet d’éviter un mouvement de giration du maillon autour de lui-même durant le passage de l’organe d’entraînement comme cela se produit lorsqu’un contact linéique rectiligne vertical a lieu entre le maillon et l’organe de renvoi. Une telle stabilisation vise à améliorer l’efficacité du transport de ballast par la pelle. Une telle configuration permet également une réduction du bruit produit par le dispositif de déblaiement.

Contrairement aux idées reçues, une telle caractéristique implique un relief du côté intérieur du corps du maillon de sorte qu’un homme du métier pourrait penser qu’il serait de nature à freiner le mouvement de la chaîne qui la porte d’une part, et occasionner une usure prématurée d’autre part. Il n’en est rien et l’expérience a montré que l’utilisation d’un tel maillon offrait bien un meilleur passage sur les organes de renvoi de part et d’autre de la portion rectiligne d’excavation.

Selon une caractéristique technique particulière, la surface de guidage s’étend le long d’une courbe directrice présentant au moins localement la forme d’un arc d’ellipse, et de préférence d’un arc de cercle. Une telle configuration offre une courbure continue progressive pour le passage de l’organe de renvoi.

Suivant un mode de réalisation, la distance séparant deux extrémités longitudinales avant et arrière de la surface de guidage est supérieure à la distance séparant les trous traversants avant et arrière, voire supérieure à l’entraxe entre les trous traversants avant et arrière.

Dans une configuration particulièrement avantageuse, la surface de guidage s’étend entre ses deux extrémités longitudinales avant et arrière, les extrémités avant et arrière étant situées chacune sensiblement au droit du trou traversant avant et arrière, respectivement. De préférence, cette extrémité est positionnée au droit d’une zone intermédiaire délimitée entre d’une part, une portion d’extrémité longitudinale du trou traversant située vers l’intérieur du corps et, d’autre part, son axe central.

Suivant un mode de réalisation, le corps du maillon comporte, sur son côté intérieur, de préférence au droit de chacun des trous traversants avant et arrière, une surface convexe s’étendant entre la surface de guidage concave et l’extrémité associée avant ou arrière du corps maillon. Cela permet un meilleur passage des organes de renvoi en arrivant sur eux. La combinaison de ces surfaces convexes bordant la surface concave étant particulièrement fiable pour limiter l’usure des corps des maillons et des organes de renvoi tout en limitant le bruit occasionné par le déplacement de la chaine. Pour assurer une continuité entre les surfaces convexes et la surface concave de guidage, ces surfaces convexes s’étendent chacune sur une enveloppe présentant une génératrice d’axe parallèle à celle de la surface concave de guidage.

Dans une configuration avantageuse, les extrémités avant et arrière du corps présentent chacune une portion convexe courbée, de préférence en arc de cercle de sorte à être dépourvues d’arrêtes. Par cette configuration est assurée une protection efficace et durable des articulations des maillons de chaîne contre l'usure par abrasion par les pierres de ballast à arêtes vives ou coupantes et contre l'action de la poussière conférant ainsi une durée de vie plus longue des maillons de la chaîne. Cette portion courbée s’étend de préférence sur une enveloppe présentant une génératrice parallèle à l’axe du trou traversant associé.

Dans une configuration technique particulière, le maillon comprend une partie saillante s’étendant d’un côté extérieur du corps par rapport au plan de référence. La partie saillante comporte par exemple une pelle pour le transport de ballast.

Selon un mode de réalisation, la pelle présente une surface de butée configurée pour recevoir une contre-butée d’un maillon adjacent arrière de la chaîne de sorte à limiter une rotation relative entre le maillon de chaîne et le maillon adjacent arrière autour de l’axe du trou traversant arrière. Une telle contre-butée est particulièrement efficace sur la portion rectiligne d’excavation le long de laquelle les pelles travaillent et subissent une force exercée par le ballast engendrant un moment sur la pelle tendant à faire pivoter vers l’arrière la pelle, et donc le corps du maillon. La contre-butée permet de limiter l’effet de ce moment des forces appliqué sur la pelle pour que le maillon associé poursuive son chemin de façon rectiligne.

Dans une configuration technique particulière, au moins un des trous traversants configurés pour recevoir des moyens d’articulation avec un maillon adjacent de la chaîne présente un plat de sorte à bloquer en rotation un axe des moyens d’articulation.

Selon une caractéristique avantageuse, le maillon comporte des doigts portés par la pelle et faisant saillie vers l’extérieur du côté extérieur du plan de référence dans le prolongement de la pelle. Ces doigts sont de préférence orientés chacun suivant un axe incliné par rapport au plan de référence, avec une inclinaison de préférence comprise entre 65 et 80°, de préférence entre 70 et 75°. Cela permet l’utilisation de doigts plus courts permettant d’alléger la pelle sans perdre en rendement ni perdre en rigidité.

Selon un mode de réalisation, les doigts sont tous situés au-dessus d’un plan perpendiculaire aux axes parallèles des trous traversants avant et arrière et tangent à une extrémité inférieure de ladite pelle. Cela permet d’accroitre la durée de vie des doigts.

Suivant un mode de réalisation, la partie saillante comporte une contre-butée configurée pour venir en butée contre une surface de butée d’une pelle d’un maillon adjacent avant de sorte à limiter une rotation relative entre le maillon et le maillon adjacent avant autour de l’axe du trou traversant avant.

Selon un mode de réalisation, le corps est monobloc, c’est-à-dire d’un seul tenant, de préférence obtenu par fonderie, avec ou sans usinage des trous traversants avant et arrière et/ou de la surface de guidage.

L’invention a trait également à un doigt pour une pelle d’un maillon d’une chaîne d'excavation destinée à circuler sur un chemin de circulation présentant une portion d’excavation pour un dispositif de déblaiement de ballast au-dessous d’une voie ferrée, le doigt comportant une pluralité de rainures configurées pour recevoir un organe de blocage pour assurer un réglage du doigt en translation par rapport à la pelle. La position de l’organe de blocage dans l’une des rainures détermine ainsi la position axiale du doigt par rapport à la pelle.

De tels doigts peuvent équiper des pelles telles que décrites ci-avant mais également tout autre pelle de l’art antérieur dont les doigts sont fixés par de tels organes de blocages, ceci indépendamment des caractéristiques du corps du maillon.

Selon un autre aspect de l’invention, celle-ci a trait à une chaîne d’excavation présentant une portion d’excavation pour un dispositif de déblaiement de ballast au-dessous d’une voie ferrée, la chaîne d’excavation étant caractérisée en ce qu’elle comprend une succession de maillons de chaîne comportant tout ou partie des caractéristiques précitées pour former une chaîne sans fin.

Selon un mode de réalisation, les maillons de chaîne comprennent des maillons du type comportant une partie saillante, de préférence des maillons du type comportant une pelle et des maillons du type comportant une contre-butée, et des maillons du type sans partie saillante. De préférence, la chaîne d’excavation comprend une succession d’une pluralité de maillons de chaîne formant un même motif qui se répète successivement mis bout à bout successivement le long de la chaine, un tel motif comportant de l’avant vers l’arrière dans le sens de déplacement de la chaîne : un maillon du type comportant une pelle, un maillon du type comportant une contre-butée, un maillon du type sans partie saillante puis un maillon du type comportant une contre-butée.

Selon un autre aspect, l’invention concerne aussi un dispositif de déblaiement de ballast comprenant une telle chaîne d’excavation, la chaîne d’excavation étant de préférence mue d’une manière sans fin par un mécanisme d’entrainement et étant guidée sur son chemin de circulation au moins par des organes de renvoi d’angle, le corps présentant d’un côté intérieur du corps par rapport au plan de référence, opposé au côté extérieur, une surface de guidage concave s’étendant sur une enveloppe présentant une génératrice d’axe parallèle aux axes des articulations du maillon, la surface de guidage épousant au moins localement une courbure de l’un au moins des organes de renvoi du dispositif d’excavation, de préférence au moins de deux organes de renvoi disposés de part et d’autre de la portion d’excavation.

Selon un mode de réalisation, un rayon de courbure de la surface de guidage est égal, au moins localement, à un rayon de courbure de l’un au moins des organes de renvoi, de préférence au moins des deux organes de renvoi disposés de part et d’autre de la portion d’excavation.

D’autres caractéristiques et avantages de l’invention ressortiront à la lecture de la description qui suit, en référence aux figures annexées, qui illustrent :
 : un schéma simplifié de côté d’un train de travaux équipé d’une dégarnisseuse-cribleuse selon un mode de réalisation ;
 : un schéma partiel d’un dispositif d’excavation ou de déblaiement selon ce mode de réalisation, vu de face sans chaîne d’excavation ;
 : une vue de face d’une portion de chaîne d’excavation selon un mode de réalisation, au niveau d’un organe de renvoi à une extrémité d’une portion rectiligne d’excavation ;
 : une vue de dessus de la portion de chaîne d’excavation selon le mode de réalisation de la figure 3, au niveau d’un organe de renvoi à une extrémité d’une portion rectiligne d’excavation ;
 : une vue détaillée de profil d’un maillon de chaîne muni d’une pelle selon ce même mode de réalisation ;
 : une vue en perspective avant d’un maillon de chaîne muni d’une pelle selon ce même mode de réalisation ;
 : une vue en perspective arrière d’un maillon de chaîne muni d’une pelle selon ce même mode de réalisation ;
 : une vue en perspective d’un doigt de renfort d’une pelle selon un mode de réalisation ;
 : une vue en perspective arrière d’un maillon de chaîne muni d’une pelle selon ce mode de réalisation, et équipé de doits de renforts conformes à la figure 8 ;
 : une vue de dessus d’une portion de chaîne d’excavation selon un autre mode de réalisation ;
 : une vue en perspective de la portion de chaîne d’excavation selon le mode de réalisation de la figure 10.

Pour plus de clarté, les éléments identiques ou similaires sont repérés par des signes de référence identiques sur l’ensemble des figures.

description DÉTAILLÉE d’un mode de rÉalisation

En référence à la figure 1, est illustré un véhicule1ferroviaire tel qu’une dégarnisseuse-cribleuse équipé d’un dispositif de déblaiement ou d’excavation4pour nettoyer le ballast d’une voie2ferrée. Ce dispositif de déblaiement ou d’excavation4est disposé entre deux bogies3du train1.

Le dispositif de déblaiement4de ballast comprend une chaîne d’excavation8mue d’une manière sans fin par un mécanisme d’entrainement9et guidée par des conduits dont un conduit transversal5situé sous la voie2en position de travail, le long duquel la chaîne circule sur une portion sensiblement rectiligne d’excavation8A. Le dispositif de déblaiement4comprend également des conduits de montée et de descente6,7reliés de part et d’autre du conduit transversal5auquel ils sont reliés par des portions coudées formant des renvois40d’angle aussi appelées « équerres » (voir la figure 2). Il est entendu que la portion d’excavation est globalement rectiligne, quand bien même l’excavation est assurée dans une partie de la courbe de chacun des renvois d’angle.

Le dispositif d’entrainement9est disposé en hauteur par rapport au véhicule1ferroviaire, au-dessus de la voie ferrée2, d’un côté longitudinalement opposé au conduit transversal5, et entre le conduit de montée6et le conduit de descente7. Le dispositif d’entrainement9est placé sur le chemin de la chaîne d’excavation8et comprend une roue d’entrainement9’ engrainant localement avec des maillons100de la chaîne8d’excavation de sorte à la déplacer. Il est ainsi formé un chemin sans fin pour guider la chaîne8d’excavation. Des flèches illustrées sur la figure 2 indiquent le sens de déplacement de la chaîne8. Aux extrémités hautes des conduit de montée6et de descente7, du côté du dispositif d’entrainement, des roues folles41formant organes de renvoi40sont prévues pour assurer le bon déplacement de la chaîne8au niveau de ces zones coudées.

Un fois le ballast transporté en hauteur dans le conduit de montée6, il est déchargé sur une bande transporteuse10puis transporté vers une unité de criblage11en vue de trier le ballast sain du ballast usagé.

Le véhicule1comprend en outre une unité de soulèvement13de la voie ferrée2qui est reliée à un châssis14du véhicule1et qui est située en amont du dispositif4 de déblaiement ou d’excavation par rapport à une direction de travail12du véhicule1. Un dispositif de réglage en hauteur16est également prévu et relié au bâti14du véhicule1, lequel est configuré pour déplacer le dispositif de déblaiement4, par des moyens d’entraînement15, d'une position surélevée à une position abaissée sous la voie ferrée2et pouvant être relié par exemple de manière amovible au conduit transversal5par un raccord (non visible sur les figures).

Les figures 3 et 4 illustrent des vues de face et de dessus, respectivement, d’une partie de la chaîne8d’excavation selon un mode de réalisation. Cette partie de la chaîne8d’excavation est située au niveau d’un organe de renvoi40reliant une extrémité d’une portion rectiligne d’excavation8Ade la chaîne8guidée par le conduit transversal5et l’entrée de la portion longitudinale de sortie8Bguidée par le conduit de montée6. Cet organe de renvoi40est formé d’une surface fixe coudée d’angle sensiblement égale à90degrés de sorte qu’il forme une équerre.

La chaîne8d’excavation est formée d’une succession de maillons100articulées deux à deux jusqu’à ce que les deux extrémités de la chaîne8soient reliés bout à bout pour former une chaîne8fermée, de type chaîne sans fin.

Chacun des maillons100comporte un corps101qui s’étend longitudinalement entre une extrémité avant110et une extrémité arrière120munies respectivement d’au moins un trou avant111et un trou arrière121traversant de part en part le maillon100et configurés pour recevoir des moyens d’articulation avec un maillon adjacent de la chaîne8. La direction longitudinale s’entend ici comme la direction de déplacement du maillon100. Les trous traversants avant111et arrière121s’étendent suivant des axes parallèles entre eux et contenus dans un plan de référenceP du corps101, chaque maillon100comprenant une partie saillante130,140s’étendant d’un côté extérieur100Adu corps101du maillon100par rapport au plan de référenceP.

Les parties saillantes des maillons100peuvent comporter une pelle130pour le transport de ballast, ou une contre-butée140configurée pour venir en butée contre une surface de butée131d’une pelle130d’un maillon100adjacent avant de sorte à limiter une rotation relative entre le maillon100de chaîne8et le maillon adjacent avant autour de l’axe du trou traversant avant1 1 1. Comme illustré notamment sur la figure 4, la chaîne8d’excavation est composée d’un nombre pair de maillons100, les maillons100du type comprenant une pelle130et les maillons100du type comprenant une contre-butée140étant disposés successivement de façon alternée le long de la chaîne8. De cette manière, chaque maillon100comportant une pelle130présente une surface de butée131située au dos de la pelle130et configurée pour recevoir une contre-butée140d’un maillon adjacent arrière de la chaîne8de sorte à limiter une rotation relative entre le maillon100de chaîne8et le maillon adjacent arrière autour de l’axe du trou traversant arrière121. Une telle position de butée de la pelle130contre la contre-butée140du maillon100arrière associé est visible sur la figure 4, au niveau du maillon100situé sur la portion rectiligne d’excavation8A. En effet, le long de cette portion8A, les pelles130subissent une force en entraînant le ballast qui engendre un moment sur la pelle130qui a tendance à faire basculer le maillon100en arrière, ce basculement étant un pivotement de la pelle130autour de l’axeA2du trou traversant arrière121configuré pour recevoir des moyens d’articulation1 6 0. Pour limiter encore ce pivotement autour de l’axeA2du trou traversant arrière121, au moins un des trous traversants111,121présente un plat105de sorte à bloquer en rotation l’axeA1,A2du moyen d’articulation1 6 0 associé.

Le plat105de chaque axe est orienté de sorte à être contenu dans un plan perpendiculaire au plan de référencePet parallèle à un axeA1,A2du trou traversant111,121associé. Une telle orientation du plat105des axes permet d’améliorer le blocage en rotation de l’axe en question, l’effort étant sur le plat de l’axe.

Les moyens d’articulations160sont formés dans ce mode de réalisation par des axes traversant un trou traversant arrière121d’un maillon100et trou traversant avant111d’un autre maillon100, l’axe étant bloqué en translation par un circlip positionné dans une rainure intérieure du trou traversant. La rainure de circlip est usinée dans la pelle130pour permettre d’être maintenue en place dans son logement. Dans ce mode de réalisation, les maillons100comportant des pelles130sont des maillons extérieurs de la chaîne8ou maillons femelles en ce qu’ils présentent un corps101comportant une extrémité avant110et une extrémité arrière120 munies chacune de deux plaques latérales d’épaisseur prédéterminée entre lesquelles vient s’intercaler une plaque centrée d’une extrémité avant110ou arrière120 d’un corps101 d’un maillon100comportant une contre-butée140 formant ainsi maillon intérieur100 ou maillon mâle. L’axe du moyen d’articulation160est configuré pour se loger dans le trou traversant correspondant formé par l’alignement de portions de trou traversant de chacune de ces trois plaques.

Le long de cette portion rectiligne d’excavation8A, les maillons100circulent transversalement par rapport à la voie ferrée2qui correspond à la direction longitudinale des corps101 des maillons100sur cette portion. Les maillons100sont orientés de sorte que les axesA1,A2des trous traversants111,121 sont sensiblement verticaux par rapport au sol, le planPde référence étant alors vertical, et la pelle130ou la contre-butée140s’étendant sensiblement radialement vers l’extérieur100Adu corps101 du maillon100.

Dans ce mode de réalisation, les maillons100sont fabriqués par exemple en acier au manganèse et fabriqués d’un seul tenant. Un exemple de procédé de fabrication de ce maillon100obtenu par fonderie comprend au moins une étape d’injection de métal, et en particulier une étape de moulage dans un moule formé par exemple d’une forme et d’une contre-forme associée.

Comme cela est visible plus particulièrement sur la figure 5, chaque maillon100comprend, d’un côté intérieur100 Bdu corps8du maillon100par rapport au plan de référenceP, opposé au côté extérieur100 A, une surface de guidage150concave s’étendant sur une enveloppe155présentant une génératrice d’axeG(voir la figure 7) parallèle aux axes des articulationsA1,A2du maillon100. Cette surface de guidage150est configurée pour épouser au moins localement une courbureCd’un organe de renvoi40du dispositif de déblaiement4(voir la figure 4).

Le renvoi d’angle de l’organe de renvoi40présente un arrondi convexe liant deux surfaces disposées à90degrés l’une par rapport à l’autre. La surface de guidage150s’étend le long d’une courbe directriceCdprésentant la forme d’un arc de cercle. Dans le plan de la figure 5, la courbe directriceCd suit l’enveloppe155.

La surface de guidage150s’étend entre deux extrémités longitudinales avant151et arrière152de ladite surface de guidage150, la distancedqui les sépare étant supérieure à la distanceD1séparant les trous traversants avant111et arrière121. Cette distancedpeut également être supérieure à l’entraxeD2entre les trous traversants (non illustré).

Suivant le mode de réalisation illustré en détail sur les figures 3 à 9, les extrémités longitudinales avant151et arrière152de la surface de guidage150 sont situées chacune sensiblement au droit d’une zone intermédiaireZi(voir la figure 5) délimitée entre l’axeA1,A2central de du trou traversant111,121associé et le bord intérieur du trou traversant111,121correspondant, cette zone intermédiaireZis’étendant longitudinalement sur une distance correspondant à un rayon du trou traversant111,121 associé. On entend par le bord intérieur du trou traversant111,121, une portion d’extrémité longitudinale du trou traversant111,121située vers l’intérieur du corps101du maillon100.

Le maillon100 comporte également, du côté intérieur100B de son corps101, au droit de chacun des axesA1,A2des trous traversants avant111et arrière121, une surface convexe153,154s’étendant entre la surface de guidage150concave et l’extrémité associée avant110ou arrière120du corps101du maillon100. Cela permet un meilleur passage des organes de renvoi40en arrivant sur eux. La combinaison de ces surfaces convexes153,154bordant longitudinalement de part et d’autre la surface concave150est particulièrement fiable pour limiter l’usure des corps101des maillons100et des organes de renvoi40tout en limitant le bruit occasionné par le déplacement de la chaîne8.

Pour assurer une continuité entre les surfaces convexes153,154et la surface concave150de guidage, ces surfaces convexes153,154s’étendent chacune sur une enveloppe présentant une génératrice d’axe parallèle à celle de la surface concave de guidage150.

En dehors des organes de renvois40, les maillons100sont donc guidées par les conduits correspondants, en appui sur le chemin par deux zones d’appui du maillon100qui sont situées sur ces surfaces convexes153,154, à savoir à l’extérieur de la partie concave délimitée par la surface de guidage150et en recouvrement longitudinal des trous traversants avant111et arrière121. Une telle localisation de ces surfaces d’appui formées par ces surfaces convexes153,154 permet également d’éviter un basculement vers l’arrière de la pelle130dans les renvois d’angle du fait des changements de direction.

Pour assurer une protection efficace et durable des articulations des maillons100de la chaîne8contre l'usure par abrasion par le ballast et contre l'action de la poussière conférant ainsi une durée de vie plus longue des maillons100de la chaîne8, les extrémités avant110et arrière120du maillon100présentent chacune une portion convexe courbée112,122, par exemple en arc de cercle, de sorte à être dépourvues d’arrêtes. Chaque portion courbée112,122s’étend de préférence sur une enveloppe présentant une génératrice parallèle à l’axe du trou traversant associé. Pour ces mêmes avantages, la surface de guidage150est de préférence chanfreinée sur ses bords latéraux156.

Chaque maillon100muni d’une pelle130permettant l’excavation et le transport de ballast comporte des doigts132portés par la pelle130et faisant saillie vers l’extérieur du côté extérieur100Adu plan de référenceP ,dans le prolongement de la pelle130. Dans ce mode de réalisation ces doigts132sont au nombre de trois : un doigt central, un doit inférieur et un doigt supérieur. Les doigts132sont fabriqués par exemples en acier haute résistance et une extrémité132aest disposée en saillie dans le prolongement de la pelle130.

Chaque doigts132présente un corps cylindrique132bconfiguré pour coopérer dans un réceptacle tubulaire134prévu à cet effet et au moins une rainure132cradiale sur son corps cylindrique132b. La rainure132cest dimensionnée de sorte à recevoir un organe de blocage135tel qu’une vis pénétrant sensiblement orthogonalement par rapport au doigt132dans le réceptacle tubulaire134et pénétrant au moins en partie dans la rainure132c. De cette manière, l’organe de blocage135est configuré pour bloquer en translation le corps cylindrique132bpar rapport réceptacle tubulaire134de la pelle130, l’organe de blocage135se prolongeant tangentiellement par rapport à un fond de la rainure132c. Ces doigts132permettent de protéger la pelle130de l’usure, en particulier à son extrémité et en partie basse de la pelle130où l’usure est généralement plus forte. Comme illustré sur la figure 8, les doigts132peuvent comporter une pluralité de rainures132cpour permettre un réglage du doigt132en translation et ainsi le faire translater dans son réceptacle tubulaire134pour prendre des positions prédéterminées en fonction de son usure.

Les doigts132sont fixés de façon amovible par rapport à la pelle130, le retrait du moyen de blocage135, par exemple en le dévissant, permet de débloquer le doigt132concerné et de le retirer de son réceptacle tubulaire134 en le translatant. Le moyen de blocage135peut également être sécurisé par tout moyen adapté tel qu’une goupille (non visible sur les figures).

Les doigts132sont orientés chacun suivant un axe incliné par rapport au plan de référenceP, avec une inclinaison comprise entre 65 et 80°, de préférence entre 70 et 75°.

Les doigts132sont également orientés dans un planP132incliné par rapport à un plan moyenP130de la pelle130s’étendant sensiblement verticalement (voir la figure 4), l’inclinaison étant de préférence comprise entre 20 et 35°, et égale ici à environ30° dans ce mode de réalisation. Une telle caractéristique permet, en comparaison d’une surface utile de travail équivalente d’une pelle130 avec une inclinaison qui serait plus grande, d’alléger la pelle130 sans perdre en rendement ni perdre en rigidité. La surface utile de travail de la pelle130 s’entend ici comme la surface balayée par la pelle130 lors de son déplacement.

Les doigts132sont tous situés au-dessus d’un planPinfperpendiculaire aux axes parallèles des trous traversants avant111et arrière121et tangent à une extrémité inférieure de ladite pelle130, en particulier dans ce mode de réalisation, également en dessous d’un planPsuptangent à une extrémité supérieure de la pelle130(voir la figure 9). Étant donné l’orientation de la chaîne8et donc de la pelle130sur la portion rectiligne d’excavation8A, les plansPinfetPsupsont globalement horizontaux. Cette extrémité inférieure est sensible en ce qu’elle est extrêmement sollicitée en termes d’usure par abrasion contre le ballast de sorte que si l’usure vient à être trop importante, cela peut nuire à la bonne fixation des doigts132sur le dos de la pelle130. Avec un doigt132inférieur situé intégralement au-dessus du planPinf, on assure une durée de vie plus longue au maillon100. De préférence, la dureté de la surface inférieure de la pelle130est augmentée par exemple par un apport par soudage de chrome/manganèses et vanadium ou par un ajout de plaquettes de carbure de tungstène.

Les figures 10 et 11 illustrent une chaîne d’excavation selon un autre mode de réalisation. De la même manière que décrit précédemment, la chaîne8d’excavation est formée d’une succession de maillons100articulées deux à deux jusqu’à ce que les deux extrémités de la chaîne8soient reliés bout à bout pour former une chaîne8fermée, de type chaîne sans fin.

Ce mode de réalisation diffère essentiellement des autres modes de réalisation illustrés en ce que la chaîne8comprend des maillons sans partie saillante. Les corps101de chacun des maillons sont similaires, en particulier, chaque maillon100comprend, d’un côté intérieur100 Bdu corps8du maillon100par rapport au plan de référenceP, opposé à un côté extérieur100 A, une surface de guidage150est configurée pour épouser au moins localement une courbureCd’un organe de renvoi40du dispositif de déblaiement4.

Comme illustré sur les figures 9 et 10, la chaîne8d’excavation est composée d’une succession de maillons100parmi lesquels les maillons sont de trois types différents : les maillons100du type comprenant une pelle130, les maillons100du type comprenant une contre-butée140et des maillons100du type sans partie saillante c’est-à-dire formés essentiellement de leur corps101.

 La fonction de tels maillons100sans partie saillante est principalement d’alléger la chaîne8d’excavation. Une autre fonction est de mieux adapter le volume de ballast excavé à la capacité maximum du crible et cela sans trop perdre de sa propre capacité qui se trouve réduite d’un ordre de grandeur de 20%, et non de 50% comme un homme du métier pourrait le penser du fait de l’espacement sensiblement doublé entre deux pelles130 dans une telle configuration. Ceci est notamment permis grâce à la géométrie de la pelle130 semblable à celle décrite précédemment, et en particulier de son inclinaison.

Dans ce mode de réalisation, chacun des maillons100du type comprenant une pelle130 est disposé entre deux maillons 100du type comprenant une contre-butée140. En outre, chaque maillon100du type sans partie saillante est également disposé entre deux maillons du type comprenant une contre-butée140. Un maillon sur deux est donc muni d’une contre-butée140, les autres maillons étant alternativement un maillon du type comprenant une pelle130 et un maillon du type sans partie saillante.

Un motif de la chaîne est donc formé par un maillon100du type sans partie saillante interposé entre deux maillons du type comprenant une contre-butée140 ,et d’un maillon 100du type comprenant une pelle130 à une extrémité avant ou arrière de cet ensemble de trois maillons :ces quatre maillons100forment ensemble et dans cet ordre un motif qui se répète successivement le long de la chaîne8.

Une telle configuration présente plusieurs avantages. Chaque maillon100comprenant une pelle130 vient directement devant un maillon comportant contre-butée140 de sorte, comme déjà décrit, à limiter une rotation relative du maillon portant la pelle130. Par ailleurs, pour réduire le nombre de formes de maillons100, les interfaces de fixation entre leurs corps101 ,au niveau de leurs extrémité avant110et arrière120 ,sont identiques pour un maillon100du même type : les maillons comportant une pelle130et les maillons dits « intermédiaire » sans partie saillante sont des maillons dits « femelles » pour leur liaison dans la chaîne8et les maillons100 comportant une contre-butée140 sont des maillons dits « mâles » pour leur liaison dans la chaîne8.

Comme décrit précédemment, les maillons femelles présentent un corps101dont les extrémités avant110et arrière120 sont munies chacune de deux plaques ou flasques latérales d’épaisseur prédéterminée entre lesquelles vient s’intercaler une plaque centrée d’une extrémité avant110ou arrière120 d’un corps101 d’un autre maillon100adjacent. L’axe du moyen d’articulation160est configuré pour se loger dans le trou traversant associé formé par l’alignement de portions de trou traversant de chacune de ces trois plaques des deux maillons imbriqués l’un dans l’autre de sorte à former une charnière. Pour améliorer la résistance du maillon100 intermédiaire, à savoir sans partie saillante, ce maillon100 présente d’un côté extérieur100Adu corps101par rapport au plan de référenceP, opposé au côté intérieur100B, une surface convexe. Une telle surface vise à augmenter la distance séparant les surfaces des côtés intérieur100Bet extérieur100Adu corps101, c’est-à-dire à augmenter l’épaisseur du corps101des maillons pour les rendre plus résistants. La surface de guidage150est quant à elle toujours configurée pour épouser au moins localement une courbureCd’un organe de renvoi4du dispositif d’excavation4.

Naturellement, l’invention est décrite dans ce qui précède à titre d’exemple. Il est entendu que l’homme du métier est à même de réaliser différentes variantes de réalisation de l’invention sans pour autant sortir du cadre de l’invention.

Claims (15)

1. Maillon (100) pour une chaîne (8) d’excavation destinée à circuler sur un chemin de circulation présentant une portion d’excavation (5) pour un dispositif d’excavation (4) de ballast au-dessous d’une voie ferrée (2), le maillon (100) comportant un corps (101) s’étendant longitudinalement entre une extrémité avant (110) et une extrémité arrière (120) et est traversé par au moins un trou traversant avant (111) et un trou traversant arrière (121) configurés pour recevoir des moyens d’articulation avec un maillon adjacent de la chaîne (8), les trous traversants avant (111) et arrière (121) s’étendant suivant des axes parallèles entre eux et contenus dans un plan de référence (P) du corps (101), le maillon (100) étant caractérisé en ce que le corps (101) présente d’un côté intérieur (100B) du corps (101) par rapport au plan de référence (P), opposé au côté extérieur (100A), une surface de guidage (150) concave s’étendant sur une enveloppe (155) présentant une génératrice d’axe (G) parallèle aux axes des articulations (A1, A2) du maillon, la surface de guidage (150) étant configurée pour épouser au moins localement une courbure (C) d’un organe de renvoi (40) du dispositif d’excavation (4).
2. Maillon (100) de chaîne selon la revendication 1, caractérisé en ce que la surface de guidage (150) s’étend le long d’une courbe directrice (Cd) présentant au moins localement la forme d’un arc d’ellipse, et de préférence d’un arc de cercle.
3. Maillon (100) de chaîne (8) selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la distance (d) séparant deux extrémités longitudinales avant (151) et arrière (152) de la surface de guidage (150) est supérieure à la distance (D1) séparant les trous traversants avant (111) et arrière (121), et de préférence supérieure à l’entraxe (D2) entre les trous traversants avant (111) et arrière (121).
4. Maillon (100) de chaîne (8) selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les extrémités avant (110) et arrière (120) du corps (101) présentent chacune une portion convexe courbée (112, 122), de préférence en arc de cercle, de sorte à être dépourvues d’arrêtes.
5. Maillon (100) de chaîne (8) selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le maillon (100) comprend une partie saillante (130, 140) s’étendant d’un côté extérieur (100A) du corps (101) par rapport au plan de référence (P).
6. Maillon (100) de chaîne (8) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que la partie saillante (130, 140) comporte une pelle (130) pour le transport de ballast.
7. Maillon (100) de chaîne (8) selon la revendication 6, caractérisé en ce que la pelle (130) présente une surface de butée (131) configurée pour recevoir une contre-butée (140) d’un maillon adjacent arrière de la chaîne (8) de sorte à limiter une rotation relative entre le maillon (100) de chaîne (8) et le maillon adjacent arrière autour de l’axe du trou traversant arrière (121).
8. Maillon (100) de chaîne (8) selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que au moins un des trous traversants (111, 121) configurés pour recevoir des moyens d’articulation avec un maillon adjacent (140) de la chaîne (8) présente un plat (105) de sorte à bloquer en rotation un axe des moyens d’articulation.
9. Maillon (100) de chaîne (8) selon l’une quelconque des revendications 5 à 7, caractérisé en ce que le maillon (100) comporte des doigts (132) portés par la pelle (130) et faisant saillie vers l’extérieur du côté extérieur (100A) du plan de référence (P) dans le prolongement de la pelle (130), les doigts (132) étant de préférence orientés chacun suivant un axe incliné par rapport au plan de référence (P), avec une inclinaison ( ) de préférence comprise entre 65 et 80°, de préférence entre 70 et 75°.
10. Maillon (100) de chaîne (8) selon la revendication 8, caractérisée en ce que les doigts (132) sont tous situés, au-dessus d’un plan (Pinf) perpendiculaire aux axes parallèles des trous traversants avant (111) et arrière (121) et tangent à une extrémité inférieure de ladite pelle (130).
11. Maillon (100) de chaîne (8) selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la partie saillante comporte une contre-butée (140) configurée pour venir en butée contre une surface de butée (131) d’une pelle (130) d’un maillon adjacent avant de sorte à limiter une rotation relative entre le maillon (100) de chaîne (8) et le maillon adjacent avant autour de l’axe du trou traversant avant (111).
12. Maillon (100) de chaîne (8) selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le corps (101) est monobloc, de préférence obtenu par fonderie, avec ou sans usinage des trous traversants avant et arrière (111, 121) et/ou de la surface de guidage (150).
13. Chaîne (8) d’excavation présentant une portion d’excavation pour un dispositif (4) d’excavation de ballast au-dessous d’une voie ferrée (2), la chaîne (8) d’excavation étant caractérisée en ce qu’elle comprend une succession de maillons (100) de chaîne (8) selon l’une quelconque des revendications précédentes pour former une chaîne (8) sans fin.
14. Chaîne (8) d’excavation selon la revendication 13, caractérisé en ce que les maillons (100) de chaîne (8) comprennent des maillons du type comportant une partie saillante, de préférence des maillons du type comportant une pelle (130) et des maillons du type comportant une contre-butée (130), et des maillons du type sans partie saillante.
15. Dispositif (4) d’excavation ou de déblaiement de ballast caractérisé en ce qu’il comprend une chaîne (8) d’excavation selon la revendication 13 ou 14, la chaîne (8) d’excavation étant guidée sur son chemin de circulation au moins par des organes de renvoi (40) d’angle, le corps (101) présentant d’un côté intérieur (100B) du corps (101) par rapport au plan de référence (P), opposé au côté extérieur (100A), une surface de guidage (150) concave s’étendant sur une enveloppe (155) présentant une génératrice d’axe (G) parallèle aux axes des articulations (A1, A2) du maillon, la surface de guidage (150) épousant au moins localement une courbure (C) de l’un au moins des organes de renvoi (40) du dispositif d’excavation (4).