FR3101892A1 - Assemblage articulé de deux maillons et chaîne d’excavation associée - Google Patents
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Abstract
L'invention concerne un assemblage (10) articulé de deux maillons (100, 101, 102) pour une chaîne (8) d’excavation pour un dispositif d’excavation (4) de ballast, un premier (101) des deux maillons (101, 102) comportant un corps (101’) monobloc comportant deux flasques (110a, 110b) parallèles l’un à l’autre et à un plan de référence (P) de l’assemblage (10) articulé, traversés chacun par un trou traversant (111) aligné sur un axe géométrique d’articulation (X) de l’assemblage (10) articulé, perpendiculaire au plan de référence (P), un deuxième (102) des deux maillons comportant un corps (102’) monobloc comprenant un flasque de guidage (120) inséré entre les deux flasques parallèles (110a, 110b) du premier (101) des deux maillons (101, 102), le flasque de guidage (120) étant traversé par un trou de guidage (112) aligné sur l’axe géométrique d’articulation (X), l’assemblage (10) articulé comportant en outre un gond (160) inséré dans le trou de guidage (112) et le trou traversant (111) de chacun des deux flasques (110a, 110b) parallèles, l’assemblage (10) articulé étant caractérisé en ce que : le trou de guidage (112) est renforcé par une douille (113) configurée pour recevoir le gond (160) et guider le gond (160) en rotation par rapport au corps (102’) monobloc du deuxième maillon (102) ; et en ce que le trou traversant (111) de l’un (110b) des deux flasques parallèles comprend un plat (105) coopérant avec un méplat (161) du gond (160) de sorte à bloquer en rotation le gond (160) par rapport au corps (101’) monobloc du premier maillon (101).
(Fig. 9)
Description
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 assemblage articulé de deux maillons destinés à équiper une chaîne d’excavation pour un dispositif de déblaiement de ballast au-dessous d’une voie ferrée, à une chaîne d’excavation comportant un tel assemblage de maillon et à un procédé de fabrications 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.
En plus de ces contraintes, la chaîne d’excavation elle-même doit être également suffisamment résistante pour véhiculer ces pelles afin d’assurer l’excavation et le transport de ballast en nécessitant un minimum de maintenance. Notamment, l’assemblage des maillons articulés entre eux ne doit pas constituer un point de faiblesse pour la chaîne et doit permettre un pivotement suffisant pour pouvoir passer les organes de renvoi disposés sur son chemin et sans contrainte.
L’invention vise à remédier à tout ou partie des inconvénients de l’état de la technique en proposant notamment une articulation entre deux maillons, configurée pour limiter leur usure de sorte à pouvoir réduire les opérations de maintenance et garantir une durée de vie plus grande des maillons et de la chaîne associée.
Pour ce faire est proposé, selon un premier aspect de l'invention, un assemblage articulé de deux maillons pour une chaîne d’excavation pour un dispositif d’excavation de ballast, un premier des deux maillons comportant un corps monobloc comportant deux flasques parallèles l’un à l’autre et à un plan de référence de l’assemblage articulé, traversés chacun par un trou traversant aligné sur un axe géométrique d’articulation de l’assemblage articulé, perpendiculaire au plan de référence, un deuxième des deux maillons comportant un corps monobloc comprenant un flasque de guidage inséré entre les deux flasques parallèles du premier des deux maillons, le flasque de guidage étant traversé par un trou de guidage aligné sur l’axe géométrique d’articulation, l’assemblage articulé comportant en outre un gond inséré dans le trou de guidage et le trou traversant de chacun des deux flasques parallèles, l’assemblage articulé étant remarquable en ce que :
- le trou de guidage est renforcé par une douille configurée pour recevoir le gond et guider le gond en rotation par rapport au corps monobloc du deuxième maillon ; et en ce que
- le trou traversant de l’un ou l’autre des deux flasques parallèles, dit flasque de blocage en rotation du gond, comprend un plat coopérant avec un méplat du gond de sorte à bloquer en rotation le gond par rapport au corps monobloc du premier maillon.
Une telle combinaison de caractéristiques est particulièrement avantageuse en ce qu’elle permet de limiter l’usure du gond et des deux maillons de l’assemblage. En effet, d’une part l’assemblage est bloqué en rotation par rapport au premier des deux maillons comportant les deux flasques parallèles l’un à l’autre limitant les frottements entre ces deux pièces et, d’autre part, l’assemblage permet la rotation du deuxième des deux maillons au niveau de son flasque de guidage renforcé par une douille avec le gond de l’assemblage formant charnière. Par ailleurs, elle permet un montage et un démontage particulièrement simples.
De préférence, le plat et le méplat sont situés dans un plan parallèle à l’axe géométrique d’articulation. Les formes très simples qui en résultent facilitent la fabrication du trou comportant le plat, et permettent notamment d’envisager une fabrication du maillon correspondant par moulage sans reprise par usinage.
Selon un mode de réalisation, l’un ou l’autre des deux flasques parallèles du premier des deux maillons, dit flasque de blocage en translation du gond, comprend une interface de blocage en translation configurée pour accueillir un moyen de blocage en translation du gond dans au moins un sens parallèle à l’axe géométrique d’articulation. De préférence, le moyen de blocage est amovible par rapport à l’interface de blocage. De cette manière, l’opération de maintenance consistant à retirer le gond de l’assemblage entre les deux maillons est facilitée.
De préférence, l’interface de blocage en translation et le moyen de blocage en translation du gond ne bloquent pas en rotation le gond autour de l’axe géométrique d’articulation.
Selon un mode de réalisation, l’interface de blocage est une gorge annulaire à l’intérieur du trou traversant associé de l’un des deux flasques du premier des deux maillons, le moyen de blocage comprenant de préférence un anneau élastique intérieur. Une telle gorge annulaire est une forme relativement simple à usinée et permet d’y accueillir l’anneau élastique de sorte que le gond est bloqué en translation par rapport à l’axe géométrique d’articulation.
Plus précisément, le gond est bloqué en translation par rapport à l’axe géométrique d’articulation dans une première direction en étant en butée contre ledit anneau élastique d’arrêt et, d’autre part, en étant en butée contre une surface latérale du plat.
Selon un mode de réalisation, l’anneau élastique intérieur présente une section axiale quadrilatère, de préférence rectangle, et de préférence encore une section carrée. Une telle section de l’anneau élastique vise à augmenter sa résistance aux charges.
Selon un mode de réalisation, le flasque de blocage en translation du gond est distinct du flasque de blocage en rotation du gond.
Selon un mode de réalisation, le premier des deux maillons comporte un deuxième axe géométrique d’articulation distinct, perpendiculaire au plan de référence. Le plat du trou traversant est orienté de sorte à être contenu dans un plan. Ce plan est de préférence perpendiculaire à un plan contenant les deux axes géométriques d’articulation et est situé de préférence entre les deux axes géométriques d’articulation. Une telle orientation du plat permet d’améliorer le blocage en rotation du gond en question, l’effort étant appliqué sur le méplat du gond.
Selon un mode de réalisation, le corps de chacun des deux maillons est réalisé en acier coulé, le plat du trou traversant de l’un des deux flasques parallèles du premier des deux maillons étant réalisé avec le corps du maillon associé de sorte à ne pas être usiné. De cette manière, le corps monobloc du maillon peut être fabriqué très facilement et le plat est obtenu en même temps.
Selon un mode de réalisation, le gond comporte, sur l’une de ses deux extrémités, une interface d’ancrage, par exemple un trou taraudé coaxial à l’axe géométrique d’articulation, de sorte à permettre sa prise avec un outil pour sa manipulation. Une telle caractéristique facilite encore la maintenance de l’assemblage. De préférence, l’interface d’ancrage est une interface de fixation amovible pour assurer la coopération de l’outil avec le gond, le temps seulement d’une opération de maintenance.
Selon un autre aspect de l’invention, celle-ci a trait à une chaîne d’excavation présentant une portion d’excavation pour un dispositif d’excavation de ballast au-dessous d’une voie ferrée, la chaîne d’excavation étant remarquable en ce qu’elle comprend une succession de maillons de chaîne reliés deux à deux par un assemblage tel que décrit ci-avant pour former une chaîne sans fin.
Selon un mode de réalisation, la chaîne d’excavation est formée par une succession alternée de maillons formant premier maillon d’un assemblage avec chacun des deux maillons adjacents et de maillons formant deuxième maillon d’un assemblage avec ses deux maillons adjacents. Chaque maillon comprend un corps qui s’étend longitudinalement entre une extrémité avant et une extrémité arrière. Dans le cas où la chaîne d’excavation est formée par une telle alternance successive de maillons, chacune des deux extrémités du même premier maillon forme un premier des deux maillons pour un assemblage avec un deuxième maillon adjacent, et chacune des deux extrémités du même deuxième maillon forme un deuxième des deux maillons pour un assemblage avec un premier maillon adjacent.
Alternativement, un même maillon présente une interface tel un premier maillon à l’une de ses extrémités avant et arrière, et forme une interface tel un deuxième maillon à l’autre de ses extrémités avant et arrière.
Selon un autre aspect, l’invention concerne aussi un procédé de fabrication d’un maillon destiné à équiper une chaîne d’excavation telle que décrite ci-avant, remarquable en ce qu’il comprend une étape de moulage consistant à couler un métal ou un alliage liquide ou pâteux, de préférence de l’acier, dans un moule.
Selon un mode de réalisation, le plat du trou traversant de l’un des deux flasques parallèles du premier des deux maillons est réalisé avec le corps du maillon associé lors de l’étape de moulage, de sorte à ne pas être usiné.
Selon un mode de réalisation, le procédé de fabrication comprend une étape d’usinage, sur l’un ou l’autre des deux flasques du premier des deux maillons, de préférence distinct du flasque de blocage en rotation du gond, d’une interface de blocage configurée pour accueillir un moyen de blocage en translation du gond, par exemple une gorge annulaire à l’intérieur du trou traversant associé.
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 ;
: un schéma partiel d’un dispositif d’excavation ou de déblaiement, vu de face sans chaîne d’excavation ;
: une vue en perspective d’une portion de chaîne d’excavation selon un mode de réalisation ;
: une vue de face d’une portion de chaîne d’excavation selon ce mode de réalisation ;
: une vue en coupe A-A de la figure 4 ;
: une vue éclatée d’une succession de maillons assemblés selon ce mode de réalisation ;
: un détail de la figure 6A illustrant une vue en perspective d’un anneau élastique selon un mode de réalisation ;
: une vue de dessus d’une succession de maillons assemblés destinés à équiper une chaine d’excavation ;
: une vue partielle de la coupe B-B de la figure 7 ;
: une vue partielle de la coupe C-C de la figure 8 ;
: une vue de côté d’un premier maillon selon un mode de réalisation ;
: une vue de dessus de la figure 10 ;
: une vue en coupe D-D 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 une portion d’une chaîne d’excavation8selon un mode de réalisation. 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 maillons100sont articulés deux à deux au niveau de leurs extrémité respectives. Plus précisément chaque assemblage de deux maillons articulés est réalisé entre un premier maillon101et un deuxième maillon102. Chaque articulation entre deux maillons est réalisée par un assemblage10dont des détails sont illustrés en particulier sur les figures 5 et 9.
Le premier101des deux maillons comporte un corps101’monobloc comportant deux flasques110a,110bparallèles l’un à l’autre et à un plan de référencePde l’assemblage10articulé. Les deux flasques110a,110bsont traversés chacun par un trou traversant111aligné sur un axe géométrique d’articulationXde l’assemblage10articulé, perpendiculaire au plan de référenceP. Les figures 10, 11 et 12 illustrent des vues d’un maillon présentant des moyens d’articulation à chacune de ses extrémités longitudinales, dont chaque extrémité du maillon est munie de deux flasques110a,110bparallèles l’un à l’autre, c’est-à-dire que le maillon est un premier maillon à la fois par rapport à l’assemblage10qui le lie au maillon adjacent avant et également par rapport à l’assemblage qui le lie au maillon adjacent arrière.
Le deuxième102des deux maillons comporte un corps102’monobloc comprenant un flasque de guidage120, de préférence unique, inséré entre les deux flasques parallèles110a,110bdu premier101des deux maillons, le flasque de guidage120étant traversé par un trou de guidage112aligné sur l’axe géométrique d’articulationX.
L’assemblage10articulé comporte en outre un gond160inséré dans le trou de guidage112et le trou traversant111de chacun des deux flasques110a,110bparallèles. De cette manière, le gond160permet la liaison entre les premier et deuxième maillons101,102de sorte à former une charnière entre ces deux maillons. Le premier101des deux maillons forme une interface femelle avec ses deux flasques110a,110b pour recevoir entre les deux, le flasque de guidage120 du deuxième102des deux maillons101,102 formant une interface mâle venant s’imbriquer et s’accoupler, avec le gond160avec l’interface femelle associée.
Afin de limiter l’usure entre le deuxième maillon102et le gond160, le trou de guidage112est renforcé par une douille113configurée pour recevoir le gond160et guider le gond160en rotation par rapport au corps102’du deuxième maillon 102. De préférence la douille113est frettée, par exemple frettée à froid, dans le trou de guidage112du corps102’du deuxième maillon 102 en acier au manganèse.De cette manière la douille113est disposée coaxialement à l’axe géométrique d’articulationXet configurée pour être en liaison pivot avec le gond160, ladite douille113étant maintenue fixe dans le corps102’du deuxième maillon notamment dans le trou de guidage112. La douille est logée intégralement dans le trou de guidage112du flasque de guidage120, de sorte à ne pas être en saillie ce qui permet de limiter les frottements entre les pièces de l’assemblage10. En d’autres termes, la douille113est de préférence soit affleurante, soit légèrement en retrait des extrémités débouchantes latéralement du flasque de guidage120, dans le trou de guidage112, pour éviter une telle saillie.
Afin de limiter encore l’usure de l’articulation10, entre le premier maillon101et le gond160, le trou traversant111de l’un110bdes deux flasques parallèles comprend un plat105coopérant avec un méplat161du gond160pour bloquer en rotation le gond160par rapport au corps101’monobloc du premier maillon101 (voir par exemple les figures 8 et 9). La rotation autour de l’axe géométrique d’articulationXétant bloquée, les frottements sont limités. L’articulation pivot entre les premier et deuxième maillons101,102de l’assemblage10est quant à elle toujours permise par le degré de liberté en rotation du deuxième maillon102avec le gond160.
Un maillon100de la chaîne8comprend une extrémité avant et une extrémité arrière. De cette manière le premier maillon101de l’assemblage comporte un deuxième axe géométrique d’articulation distinct, parallèle au premier, et perpendiculaire au plan de référenceP. Le plat105du trou traversant111est orienté de sorte à être contenu dans un planPpperpendiculaire à un plan contenant les deux axes géométriques d’articulationXet perpendiculaire au plan de référenceP. Une telle orientation favorise la reprise des efforts en fonction de la direction d’avancement de la chaîne8et du sens de rotation des maillons entre eux lorsqu’ils passent certains obstacles tels que les organes de renvois40.
Afin de maintenir le gond dans l’assemblage articulé, et notamment éviter sa mobilité en translation suivant l’axe géométrique d’articulationX, celui-ci est bloqué dans les deux directions. En effet, le gond160comprend un corps sensiblement cylindrique dont une extrémité est munie d’un méplat161 .Dans une telle configuration, une partie intermédiaire du gond160est cylindrique pour assurer la liaison pivot avec le deuxième maillon10 2dans le trou de guidage112du flasque de guidage120. La partie cylindrique est séparée du méplat161 suivant l’axe du gond160par un décrochement163 s’étendant dans un plan perpendiculaire à l’axe géométrique d’articulationXde l’assemblage10.
En position assemblée, le décrochement163du gond160vient en contact et en appui contre une face intérieur110b’du flasque110bsur un bord latéral105’du plat105ce qui permet un blocage du gond160dans une première direction.
Pour assurer le blocage du gond160en translation dans la direction opposée, l’un110ades deux flasques parallèles du premier101maillon comprend une interface de blocage103configurée pour accueillir un moyen de blocage104en translation du gond160. En particulier, l’interface de blocage103est une gorge annulaire usinée, ici alésée, à l’intérieur du trou traversant111associé. Le moyen de blocage104comprend un anneau élastique intérieur d’arrêt venant se loger dans la gorge annulaire103et dont une partie vient se positionner sur le chemin du gond160pour lui faire obstacle et bloquer sa translation. En particulier pour permettre une meilleure tenue de l’anneau élastique104dans la gorge alésée103, ledit anneau élastique104présente une section quadrilatère, de préférence rectangle. Pour garantir un blocage optimal du gond160, chaque moyen de blocage du gond160en translation dans une direction donnée est portée par deux flasques distincts des deux flasques parallèles110a,110b, c’est-à-dire que le flasque110adu premier1 01des deux maillons comprenant la gorge annulaire103est distinct du flasque110bdu premier101des deux maillons comprenant le plat105.
Un anneau élastique104d’arrêt est illustré plus en détail sur la figure 6B. L’anneau élastique104comprend corps104 as’étendant de façon annulaire sur un certain secteur angulaire, de préférence supérieur à 240° délimitant un espace intérieur104 c. Le corps104 aprésente à chacune de ses extrémités des oreilles104 bqui s’étendant radialement vers l’intérieur104 cdu corps104 aet sont configurées pour être prise par un outil tel qu’une pince. L’anneau élastique104 est formé monobloc, c’est-à-dire d’un seul tenant. L’anneau élastique104est formé d’une matière pleine, à savoir qui ne comporte pas de trous, que ce soit sur son corps104 aou ses oreilles104 b. L’anneau élastique104est formé par exemple en acier.
Les oreilles de l’anneau élastique104sont comportent chacune un coude104dde sorte que la partie d’extrémité est dirigée dans le sens d’un éloignement de l’autre oreille. Cela permet de rigidifier et renforcer la tenue aux charges.
L’anneau élastique104est conçu pour venir s’insérer et coopérer dans une gorge103pour arrêter le gond160dans un sens de translation suivant l’axe géométrique d’articulationX. L’anneau élastique104est dimensionné de sorte qu’il est en contact et en appui radialement par rapport à l’axe géométrique d’articulationXcontre un fond de la gorge circulaire lorsqu’il est positionné dans ladite gorge103.
Le gond160comporte une interface d’ancrage162tel qu’un trou taraudé coaxial à l’axe géométrique d’articulationX, de sorte à permettre sa prise avec un outil pour sa manipulation. Cette interface d’ancrage162est située du côté de l’assemblage où l’anneau élastique104est monté dans l’un110ades deux flasques parallèles du premier maillon101, à savoir du côté où l’opérateur doit accéder pour procéder au montage démontage de l’assemblage10. Au niveau du gond160, l’interface d’ancrage162se situe à l’une de ses extrémités, opposée à celle comportant le méplat161.Pour procéder à la maintenance de chaque assemblage10, l’opérateur peut agir du même côté de la chaîne8, en utilisant une pince pour retirer l’anneau élastique d’une part, et en utilisant un outil adapté, par exemple un marteau à inertie, pour coopérer avec le trou taraudé162 débouchant sur une face de l’extrémité du gond160 d’autre part.
Chacun des maillons100 , 101, 102comporte un corps10 1’, 102’qui s’étend longitudinalement entre une extrémité avant et une extrémité arrière. La direction longitudinale s’entend ici comme la direction de déplacement du maillon100. Chaque maillon100, 101, 102est relié de façon articulée à deux autres maillons adjacents de la chaîne8à chacune de ses extrémités avant et arrière. Chaque maillon est articulé à ses deux extrémités avant et arrière avec un maillon adjacent de sorte qu’un même maillon est articulé par deux assemblages10distincts de part et d’autre longitudinalement de son corps.
Chaque articulation entre deux maillons est formée par un assemblage10tel que décrit en détail ci-avant. Il en ressort que chaque extrémité du maillon est ici configurée soit comme un premier101des deux maillons de l’assemblage considéré, soit comme un deuxième102des deux maillons de l’assemblage considéré. En particulier ici :
- un premier groupe de maillons de la chaîne8présente, pour chacun des maillons, d’un côté, une première extrémité formant un premier maillon101d’un assemblage et, d’un autre côté, une deuxième extrémité, opposée à la première, formant également un premier maillon10 1d’un autre assemblage ; et
- un second groupe des maillons de la chaîne8présente, pour chacun des maillons, d’un côté, une première extrémité formant un deuxième maillon10 2 d’un assemblage et, d’un autre côté, une deuxième extrémité, opposée à la première, formant également un deuxième maillon102d’un autre assemblage
De préférence, chaque corps101’,102’de maillon présente une symétrie par rapport à un plan de symétrie perpendiculaire à son axe longitudinal et perpendiculaire au plan de référenceP ,mais aussi perpendiculaire à un plan contenant les deux axes géométriques d’articulationX. En d’autres termes, et pour chacun des maillons de la chaîne8, l’extrémité avant est sensiblement symétrique par rapport à l’extrémité arrière.
Comme déjà évoqué, le premier101des deux maillons d’un assemblage donné forme une interface dite « femelle » avec ses deux flasques110a,110bpour recevoir entre les deux, le flasque de guidage120du deuxième102des deux maillons101,102formant une interface dite « mâle » venant s’imbriquer et s’accoupler, grâce au gond160avec l’interface femelle associée. Aussi, dans le mode de réalisation tel qu’illustré, chaque corps de maillon présente une même interface similaire, femelle ou mâle, à ses deux extrémités d’où l’appellation simplifiée du maillon qui peut lui être donné dans la chaîne8, soit de maillon de chaîne femelle, soit de maillon de chaîne mâle.
Bien entendu, la disposition des assemblages dans la chaîne8peut être différente. Par exemple, un même maillon peut présenter, d’un côté, une première extrémité formant un premier maillon10 1d’un premier assemblage et, d’un autre côté, une deuxième extrémité, opposée à la première, formant un deuxième maillon102d’un autre assemblage.
Comme illustré notamment sur les figures 3, 4, 6A et 7, la chaîne8d’excavation est composée d’une succession de maillons100parmi lesquels les maillons sont de trois types différents bien qu’ils présentent chacun un corps configuré soit comme un maillon mâle102, soit comme un maillon femelle101.
La chaîne d’excavation comporte des 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 chaîne8est 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.
Suivant les exemples illustrés, les maillons100du type comprenant une pelle130 et du type sans partie saillante sont des maillons femelles et les maillons100du type comprenant une contre-butée140 sont des maillons mâles.
Une telle configuration présente plusieurs avantages. Chaque maillon100comprenant une pelle130 vient directement devant un maillon comportant une contre-butée140 de sorte, comme déjà décrit, à limiter une rotation relative du maillon portant la pelle130. En outre une telle configuration permet, d’une part, de garantir un espace suffisamment faible entre les maillons comprenant une pelle130pour assurer l’excavation et le transport de ballast de manière efficace, et d’autre part, de garantir un espace suffisamment grand pour assurer le bon déplacement de la chaine avec la souplesse nécessaire pour passer les organes de renvoi40.
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 avant et arrière des corps101’,102’des maillons100 , 101, 102présentent chacune une portion convexe courbée, par exemple une extrémité longitudinale arrondie en arc de cercle, de sorte à être dépourvues d’arrêtes. Chaque portion courbée s’étend de préférence sur une enveloppe présentant une génératrice parallèle à l’axe géométrique d’articulationXassocié. Ces portions convexes courbées formant des extrémités arrondies sont portées par chacun des flasques parallèles110a,110b et de guidage120. Par ailleurs, pour un même assemblage, les portions convexes courbées de chacun des flasques parallèles110a,110b et de guidage112 traversés par le même gond160présentent un rayon de courbure sensiblement identique de sorte que lorsque l’articulation passe un organe de renvoi, le contact de l’articulation sur l’organe de renvoi soit réparti sur les premier et deuxième maillons101,102 articulés ensemble.
Pour réduire encore le risque d’usure prématurée de l’assemblage, et donc de l’articulation, le flasque de guidage120 présente un jeu avec les deux autres flasques110a,110b parallèles entre lesquels il est placé qui est suffisant pour éviter les frottements lors de leur rotation relative et mais suffisamment faible pour éviter de permettre au ballast de venir se loger dans l’articulation.
Le long de la 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 axes géométriquesXde chacune des articulations10sont sensiblement verticaux par rapport au sol, le planPde référence étant alors horizontal, et la pelle130ou la contre-butée140s’étendant sensiblement radialement vers l’extérieur du corps du maillon100 associé. Le côté extérieur des maillons correspond au côté où le ballast est excavé et transporté. Un côté intérieur des corps101’,102’des maillons est quant à lui configuré pour venir en contact et en appui contre les organes de renvoi40sur le chemin parcouru par la chaîne8. Compte tenu de l’orientation, verticale des axes géométriquesX ,on comprend l’intérêt que les gonds160soient logés intégralement dans l’espace délimité par les trous traversant111et du guidage112de sorte à ne pas faire saillie verticalement, en dessous ou au-dessus, des corps des maillons. Une telle configuration évite en effet l’usure des gonds160de chaque assemblage10.
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.
De préférence, les corps101’,102’de chacun des maillons100,101,102est réalisé en acier coulé, le plat105du trou traversant111de l’un110bdes deux flasques parallèles du premier101des deux maillons étant réalisé avec le corps101’du maillon associé de sorte à ne pas être usiné. De cette manière, le seul usinage nécessaire sur les corps des maillons100participant à l’assemblage concerne l’alésage103configuré pour recevoir l’anneau élastique104.
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)
- Assemblage (10) articulé de deux maillons (100, 101, 102) pour une chaîne (8) d’excavation d’un dispositif d’excavation (4) de ballast, un premier (101) des deux maillons (101, 102) comportant un corps (101’) monobloc comportant deux flasques (110a, 110b) parallèles l’un à l’autre et à un plan de référence (P) de l’assemblage (10) articulé, traversés chacun par un trou traversant (111) aligné sur un axe géométrique d’articulation (X) de l’assemblage (10) articulé, perpendiculaire au plan de référence (P), un deuxième (102) des deux maillons comportant un corps (102’) monobloc comprenant un flasque de guidage (120) inséré entre les deux flasques parallèles (110a, 110b) du premier (101) des deux maillons (101, 102), le flasque de guidage (120) étant traversé par un trou de guidage (112) aligné sur l’axe géométrique d’articulation (X), l’assemblage (10) articulé comportant en outre un gond (160) inséré dans le trou de guidage (112) et le trou traversant (111) de chacun des deux flasques (110a, 110b) parallèles, l’assemblage (10) articulé étant caractérisé en ce que :
- le trou de guidage (112) est renforcé par une douille (113) configurée pour recevoir le gond (160) et guider le gond (160) en rotation par rapport au corps (102’) monobloc du deuxième maillon (102) ; et en ce que
- le trou traversant (111) de l’un (110b) ou l’autre des deux flasques parallèles, dit flasque de blocage en rotation du gond, comprend un plat (105) coopérant avec un méplat (161) du gond (160) de sorte à bloquer en rotation le gond (160) par rapport au corps (101’) monobloc du premier maillon (101).
- Assemblage (10) selon la revendication 1, caractérisé en ce que le plat (105) et le méplat (161) sont situés dans un plan parallèle à l’axe géométrique d’articulation (X).
- Assemblage (10) selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l’un ou l’autre (110a) des deux flasques parallèles du premier (101) des deux maillons, dit flasque de blocage en translation du gond, comprend une interface de blocage en translation (103) configurée pour accueillir un moyen de blocage (104) en translation du gond (160) dans au moins un sens parallèle à l’axe géométrique d’articulation (X).
- Assemblage (10) selon la revendication 3, caractérisé en ce que l’interface de blocage en translation (103) et le moyen de blocage en translation (104) en translation du gond (160) ne bloquent pas en rotation le gond (160) autour de l’axe géométrique d’articulation (X).
- Assemblage (10) selon la revendication 4, caractérisé en ce que l’interface de blocage en translation (103) est une gorge annulaire à l’intérieur du trou (111) traversant le flasque (100a) de blocage en translation du gond, le moyen de blocage en translation (104) comprenant de préférence un anneau élastique intérieur.
- Assemblage (10) selon la revendication 5, caractérisé en ce que l’anneau élastique (104) intérieur présente une section axiale quadrilatère, de préférence rectangle.
- Assemblage (10) selon l’une des revendications 3 à 6, caractérisé en ce que le flasque (100a) de blocage en translation du gond est distinct du flasque (100b) de blocage en rotation du gond.
- Assemblage (10) selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le premier (101) des deux maillons comporte un deuxième axe géométrique d’articulation distinct, perpendiculaire au plan de référence (P), le plat (105) du trou traversant (111) étant de préférence orienté de sorte à être contenu dans un plan (Pp) situé de préférence entre l’axe géométrique d’articulation (X) de l’assemblage (10) articulé et le deuxième axe géométrique d’articulation distinct, de préférence perpendiculaire à un plan contenant les deux axes géométriques d’articulation (X).
- Assemblage (10) selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le corps (101’, 102’) de chacun des deux maillons (101, 102) est réalisé en acier coulé, le plat (105) du trou traversant (111) de l’un (110b) des deux flasques parallèles du premier (101) des deux maillons étant réalisé avec le corps (101’) du maillon associé de sorte à ne pas être usiné.
- Assemblage (10) selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le gond (160) comporte, sur l’une de ses deux extrémités, une interface d’ancrage (162), par exemple un trou taraudé coaxial à l’axe géométrique d’articulation (X), de sorte à permettre sa prise avec un outil pour sa manipulation.
- 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) reliés deux à deux par un assemblage (10) selon l’une quelconque des revendications précédentes pour former une chaîne (8) sans fin.
- Chaîne (8) d’excavation selon la revendication 11, caractérisée en ce qu’elle est formée par une succession alternée de maillons formant premier maillon (101) d’un assemblage (10) avec chacun des deux maillons adjacents et de maillons formant deuxième maillon (102) d’un assemblage (10) avec ses deux maillons adjacents.
- Procédé de fabrication d’un maillon (100, 101, 102) destiné à équiper une chaîne (8) d’excavation pour un dispositif d’excavation (4) de ballast selon la revendication 11 ou 12, caractérisé en ce qu’il comprend une étape de moulage consistant à couler un métal ou un alliage liquide ou pâteux, de préférence de l’acier, dans un moule.
- Procédé de fabrication d’un maillon selon la revendication 13, caractérisé en ce que le plat (105) du trou traversant (111) le flasque de blocage en rotation du gond du premier (101) des deux maillons est réalisé avec le corps (101’) du maillon (101) associé lors de l’étape de moulage, de sorte à ne pas être usiné.
- Procédé de fabrication d’un maillon selon la revendication 13 ou 14, caractérisé en ce qu’il comprend une étape d’usinage, sur l’un ou l’autre (110a) des deux flasques du premier (101) des deux maillons, de préférence distinct du flasque (110b) de blocage en rotation du gond, d’une interface de blocage (103) configurée pour accueillir un moyen de blocage (104) en translation du gond (160), par exemple une gorge annulaire à l’intérieur du trou traversant (111) associé.
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