WO2021186008A1 - Machine de bourrage, convoi ferroviaire de travaux et procédé de fonctionnement d'un tel convoi - Google Patents

Machine de bourrage, convoi ferroviaire de travaux et procédé de fonctionnement d'un tel convoi Download PDF

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WO2021186008A1
WO2021186008A1 PCT/EP2021/057033 EP2021057033W WO2021186008A1 WO 2021186008 A1 WO2021186008 A1 WO 2021186008A1 EP 2021057033 W EP2021057033 W EP 2021057033W WO 2021186008 A1 WO2021186008 A1 WO 2021186008A1
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WO
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frame
machine
bogie
shuttle
tamping
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Application number
PCT/EP2021/057033
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English (en)
Inventor
Gabriele CASAS
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Matisa Materiel Industriel Sa
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Publication date
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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E01—CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
    • E01B—PERMANENT WAY; PERMANENT-WAY TOOLS; MACHINES FOR MAKING RAILWAYS OF ALL KINDS
    • E01B27/00—Placing, renewing, working, cleaning, or taking-up the ballast, with or without concurrent work on the track; Devices therefor; Packing sleepers
    • E01B27/12—Packing sleepers, with or without concurrent work on the track; Compacting track-carrying ballast
    • E01B27/13—Packing sleepers, with or without concurrent work on the track
    • E01B27/16—Sleeper-tamping machines
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E01—CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
    • E01B—PERMANENT WAY; PERMANENT-WAY TOOLS; MACHINES FOR MAKING RAILWAYS OF ALL KINDS
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    • E01B27/13—Packing sleepers, with or without concurrent work on the track
    • E01B27/16—Sleeper-tamping machines
    • E01B27/17—Sleeper-tamping machines combined with means for lifting, levelling or slewing the track

Definitions

  • TITLE JAM MACHINE, RAILWAY CONVEYOR OF WORKS AND OPERATING PROCEDURE OF SUCH CONVOY
  • the invention relates in particular to the laying, maintenance or repair work of a railway track. It relates more specifically to so-called tamping operations, which consist in making the tamping tools penetrate the ballast in the interval between the sleepers of the railway, in order to mechanically compact the ballast under the sleepers.
  • Tamping machines are usually integrated into work trains, which include several vehicles hitched to each other, to carry out successive operations necessary for the laying, repair or replacement of the railway track.
  • Such a work convoy is intended to advance continuously at low speed on the railway track, without stopping, and preferably at a constant working speed, each train machine having to perform these functions specific to this working speed.
  • the tamping operation requires that the part of the tamping machine which supports the tamping tools remains stationary relative to the railway track for the time necessary for the tamping tools to penetrate into the ballast between two successive sleepers. the track, to the generation of a vibratory movement of the tamping tools in the ballast, then to the retraction of the tamping tools out of the ballast.
  • jamming machine architectures illustrated for example by documents FR2476708 and FR2556752, in which the tamping machine comprises a machine frame carried by two bogies arranged at its ends, and a tamping shuttle comprising a shuttle frame suspended from the machine frame and guided longitudinally in translation with respect to the machine frame by slides between two end-of-stroke positions, the shuttle frame carrying tamping tools movable perpendicular to the plane of the track.
  • the frame of machine is intended to be hitched to other vehicles of a work convoy and to advance at constant working speed on the railway track.
  • the tamping shuttle moves relative to the machine frame in the opposite direction to the direction of travel of the machine train from an initial position, at a speed equal in modulus to the speed advancement, so as to remain stationary in relation to the track during the phase of penetration of the tools into the ballast, generation of the vibratory movement of the tools in the ballast then retraction of the tamping tools out of the ballast Then, once the tamping tools are retracted, the shuttle frame returns to its initial position to begin a new cycle under the next cross member of the track.
  • the longitudinal guide slides of the shuttle frame relative to the machine frame must allow relative longitudinal movement between the two frames while supporting the reaction forces to the penetration forces of the tamping tools in the ballast, in a vertical direction perpendicular to the direction of longitudinal movement of the shuttle frame.
  • the forces applied to the guide slides therefore vary greatly during the operating cycles, liable to cause rapid wear of the slides.
  • the machine frame remains carried by two end bogies, but no longer fully carries the shuttle frame which is carried by mounted on two additional carrier bogies rolling on the railway track, equipped where appropriate with braking and drive means.
  • the only connection remaining between the two frames is a jack acting longitudinally to allow the reciprocating movement of the shuttle frame with respect to the machine frame.
  • the invention aims to remedy the drawbacks of the state of the art and to provide an alternative architecture of a tamping machine, allowing continuous progress, preferably without stopping, of the tamping machine while ensuring a step-by-step advance of the tamping shuttle which carries the tamping tools.
  • a tamping machine for a work convoy for the laying, repair or replacement of a railway track, the tamping machine comprising a first bogie and a second bogie located longitudinally at a distance from each other to support the tamping machine, a machine frame and a tamping shuttle, the tamping shuttle having a shuttle frame and one or more tamping units movable vertically with respect to to the shuttle frame, the shuttle frame being linked to the machine frame by longitudinal guide means allowing relative movement between the shuttle frame and the machine frame in a longitudinal direction of the back-and-forth tamping machine end positions, characterized in that the machine frame is fully supported by the shuttle frame which is carried by the first bogie and the second bogie.
  • a tamping machine is thus produced having a limited number of bogies, and the longitudinal guide means of which are subjected to vertical forces which do not vary during the operating cycles of the machine, since these forces are only those resulting from the weight. of the machine frame and the elements that this frame carries.
  • the longitudinal guide means comprise a first longitudinal rolling interface closer to the first bogie than to the second bogie, and a second longitudinal rolling interface closer to the second bogie than to the first.
  • the first rolling interface and the second rolling interface each comprise at least one longitudinal rolling track and at least one associated roller, able to roll on the rolling track to allow relative back-and-forth movement between.
  • the longitudinal rolling track being integral with one of the two sub-assemblies formed by the machine frame and the shuttle frame
  • the associated roller being either integral in translation with the other of the sub-assemblies made up of the machine frame and the shuttle frame, is guided so as to run simultaneously on the longitudinal track of bearing and an opposite longitudinal rolling track integral with the other of the subassemblies formed by the machine frame and the shuttle frame.
  • each of the first and second rolling interfaces is integral with the machine frame and the associated roller is mounted so as to rotate about a fixed horizontal axis of rotation relative to the frame of shuttle, and located longitudinally between at least one set of wheels of the first bogie and a set of wheels of the second bogie.
  • the machine frame has a center of gravity preferably located between the first bearing interface and the second bearing interface
  • the masses are preferably distributed such that in a relative median position of the machine frame and of the shuttle frame, midway between the two end-of-stroke positions, when stopped on a horizontal railway track, each of the first and second bogies supports at least 40% and at most 60% of the total mass of the tamping machine.
  • a longitudinal locking device capable of securing the machine frame to the shuttle frame in a so-called displacement position, the locking device comprising at least one lock capable of withstanding a critical load case exceeding 500 kN. , preferably 900 kN, and more preferably 1500 kN, in the longitudinal direction.
  • the critical load case will correspond, for example, to a sudden stop of the machine frame encountering an obstacle.
  • the tamping machine comprises at least assistance actuator, preferably comprising one or more hydraulic cylinders, connecting the machine frame to the shuttle frame, able to perform one or more of the following operations:
  • the blocking function by the assistance actuator will be implemented in particular at very low speed when, during a work sequence, the tamping machine must pass track equipment, for example a switch.
  • the end-of-travel positions are at least 1 meter apart, preferably at least 1.5 meters apart.
  • the first bogie is guided in rotation with respect to the shuttle frame so as to pivot at least about a first vertical pivot axis
  • the second bogie is guided in rotation with respect to the frame of shuttle so as to pivot at least around a second vertical pivot axis
  • the second vertical pivot axis preferably being located at a distance (D) from the first vertical pivot axis greater than 10 meters, preferably greater than 12 meters .
  • the bogies of the tamping machine ensure suspension of the tamping machine in the phases of displacement of the tamping machine at a speed greater than the working speed.
  • the working phases it is in the interest of eliminating the suspension so as to obtain high positioning precision of the tamping tools between the sleepers.
  • the first bogie and the second bogie to each comprise a bogie frame, at least two sets of wheels, a primary suspension between the two sets of wheels and the bogie frame. .
  • the primary suspension of each of the first and second bogies comprises a locking mechanism capable of vertically locking each of the wheel sets with respect to the bogie frame at least in one direction of support of the bogie frame on each of the sets of wheels. wheels.
  • at least one reference bogie among the first and second bogies comprises a rotation locking mechanism capable of securing the bogie frame of the reference bogie with respect to the shuttle frame.
  • the machine frame comprises a coupling coupling to an adjacent vehicle of the work convoy
  • At least one longitudinal end of the machine frame is equipped with one or more shock pads
  • the stuffing shuttle is entirely located between two opposite longitudinal ends of the machine frame, at least in a relative median position of the machine frame and the stuffing shuttle halfway between the two end-of-travel positions, and of preferably in the two end-of-stroke positions;
  • the machine frame has a driver's cab or a control station.
  • At least one bogie among the first bogie and the second bogie is a motorized bogie comprising at least one motorized wheel set.
  • each motorized bogie comprises two motorized wheel sets, each driven by a traction motor, preferably a hydraulic motor.
  • the two bogies are motorized bogies.
  • Motorized bogies can be used in particular in the working phases, if necessary in addition to the actuator described above, to perform the mechanical work necessary for the relative movement between the shuttle frame and the machine frame. They can also be used also in the phases of movement of the tamping machine at a speed greater than the working speed, preferably after having locked the machine frame in position relative to the shuttle frame.
  • at least one bogie among the first bogie and the second bogie is equipped with a brake, a motorized bogie comprising at least one motorized wheel set driven by at least one motor.
  • a railway work convoy comprising a tamping machine as described above and at least one additional vehicle comprising a chassis additional hitched to the machine frame of the tamping machine and at least one additional bogie to support the additional frame.
  • the invention relates to a method of operating a work convoy as defined above on a railway track, according to which method, in a work mode, the chassis of machine is towed or pushed by the additional frame of the additional vehicle on the railway track in a working direction, preferably without stopping, preferably at constant speed, the shuttle frame moving longitudinally back and forth relative to the machine frame , so as to have with respect to the railroad stop phases during which the tamping units enter the ballast of the railroad, and phases of movement in the direction of work.
  • the jam shuttle is driven by one or more motorized bogies among the first and the second bogie, and / or by one or more assistance actuators linking the machine frame. to the shuttle frame.
  • the method also includes a mode of movement, in which the machine frame is locked longitudinally in position relative to the shuttle frame.
  • Figure 1 is a side view of part of a convoy comprising a work machine and at least one additional vehicle, according to one embodiment of the invention, the work machine comprising a machine frame and a working shuttle in a first end-of-travel position.
  • FIG. 2 is a side view of the convoy of FIG. 1, the working shuttle being in a second end-of-travel position.
  • FIG. 3 Figure 3 is an exploded view of the work machine of the convoy of Figure 1.
  • figure 4 is a schematic view of a first bogie supporting the shuttle frame of the work machine of figure 3.
  • FIG. Figure 5 is a schematic view of a second bogie supporting the shuttle frame of the work machine of Figure 3.
  • FIG. 6 is a schematic view from above of the two bogies of FIGS. 4 and 5.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view in a section plane VII-VII of FIG. 1, making it possible to visualize a first bearing interface as well as a first locking device between the machine frame and the shuttle frame .
  • Figure 8 is an isometric view of the section of Figure 7.
  • Figure 9 is a cross-sectional view in an IX-IX section plane of Figure 1, showing a first bearing interface as well as a first locking device between the machine frame and the shuttle frame .
  • Figure 10 is an isometric view of the section of Figure 7.
  • Figure 11 is a detail view of an alternative bearing interface between a machine frame and a shuttle frame of the tamping machine of Figure 3.
  • Figures 1 and 2 is illustrated a rail work convoy 10 for the maintenance or repair of a railway track 12, this convoy comprising several railway vehicles coupled to each other, namely here a work machine 14 which is here a tamping machine, and at least one additional vehicle 16, by example a compaction machine located behind the working machine 14 in a so-called working direction 100 on the railway track 12.
  • a work machine 14 which is here a tamping machine
  • additional vehicle 16 by example a compaction machine located behind the working machine 14 in a so-called working direction 100 on the railway track 12.
  • the work machine 14, illustrated in exploded view in Figure 3, comprises a work shuttle 18, here more specifically a jam shuttle, carried by a first bogie 20 and a second bogie 22 located longitudinally at a distance one on the other, as well as a machine frame 24 carried by the work shuttle 18.
  • the machine frame 24 has a longitudinal recess 25 for housing the work shuttle 18, this longitudinal recess 25 being spanned by a longitudinal bridge 125 of small section constituting a middle part of the machine frame 24 and connecting two portions of opposite longitudinal end 126, 128 of larger cross section.
  • the front 126 and rear 128 end portions of the machine frame 24 may be fitted with equipment for interfacing with other rail vehicles or with track equipment, for example shock pads 26 at the front end 126 and a coupling 28 for connection to the additional vehicle 16 at the rear end 128.
  • the additional vehicle 16 comprises an additional frame 30, coupled to the machine frame 24 of the work machine 14 and supported independently. of the work machine 12 by at least one additional bogie 32.
  • the machine frame 24 is intended to support various items of equipment, such as a driver's cab 34 and a control station 36, as well as, where appropriate, a hydraulic unit 37 may include for example a hydraulic pump for supplying various hydraulic motors located in particular on the work shuttle 18.
  • the work shuttle 18 comprises a shuttle frame 38 carried by the first bogie 20 and the second bogie 22, as well as one or more work units 40, here tamping units, suspended from the shuttle frame 38 and movable relative to the shuttle frame 38 in a direction perpendicular to the plane defined by the rails of the track 12 (ie a vertical direction when the work machine 14 is traveling on a horizontal track 12).
  • the first bogie 20 is guided in rotation with respect to the shuttle frame 38 so as to pivot about a first vertical pivot axis 120
  • the second bogie 22 is guided in rotation with respect to the shuttle frame so as to pivot around it.
  • 'a second vertical pivot axis 122, the second pivot axis 122 preferably being located at a distance D from the first vertical pivot axis 120 greater than 10 meters, preferably greater than 12 meters.
  • the first bogie 20 illustrated in detail in Figure 4 and the second bogie 22 illustrated in Figure S each comprise a bogie frame 42, two motorized wheel sets 44 and a primary suspension 46 between the two wheel sets 44 and the bogie frame 42.
  • the wheel sets 44 are provided with service brakes 48.
  • the primary suspensions 46 of the first bogie 20 and of the second bogie 22 preferably include a locking mechanism 50 capable of vertically locking each of the wheel sets. 44 relative to the bogie frame 42 in at least the downward direction of support of the bogie frame 42 on each of the wheel sets 44.
  • This locking mechanism 50 may be constituted by hydraulic cylinders whose piston is integral for example with the axle box and the cylinder are integral with the bogie frame 42.
  • the two bogie frames 42 are linked to the shuttle frame 38 by a slider 142.
  • At least one of the two bogies 20, 22, for example the first bogie 20, intended to be positioned in front of the machine when the latter advances in the direction of work 100 on the railway track 12, can be equipped with a vertical blocking device 52, to prevent relative vertical movement between the bogie 20 and shuttle frame 38.
  • This device 50 can include two retractable lateral support cylinders 54 which can be hydraulically controlled to move from one side to the other. retracted position to an operational position in which they constitute two lateral supports between the shuttle frame 38 and the bogie frame 42 thus vertically securing the bogie frame 42 to the shuttle frame 38, as illustrated in FIG. 6, while the rear part of the shuttle frame 38 rests on reading edges 55 which equip the bogie frame 42 of the second bogie 22.
  • the shuttle frame 38 can thus keep its horizontality on a horizontal track or keep a predetermined controlled angle on a sloping track.
  • the shuttle frame 38 is linked to the machine frame 24 by longitudinal guide means allowing relative movement between the work shuttle 18 and the machine frame 24 in a longitudinal direction of the machine. 14 work back and forth between two end-of-travel positions, while preventing vertical and lateral movements.
  • longitudinal guide means comprise a first longitudinal rolling interface 56 closer to the first bogie 20 than to the second bogie 22, and a second longitudinal rolling interface 58 closer to the second bogie 22 than to the first 20, as illustrated in FIGS. 3 and 7 to 10.
  • the first bearing interface 56 illustrated in detail in Figures 7 and 8, and the second bearing interface 58, illustrated in detail in Figures 9 and 10, each comprise at least one longitudinal bearing track 60, and in the occurrence each of two parallel horizontal longitudinal rolling tracks 60, two parallel vertical longitudinal rolling tracks 61 and at least one roller 62, 63 associated with each longitudinal rolling track 60, 61, the roller 62, 63 being able to roll on the associated rolling track 60, 61 to allow relative back-and-forth movement between the shuttle frame 38 and the machine frame 24, the longitudinal rolling track 60, 61 being integral with one of the two sub-assemblies formed by the machine frame 24 and the shuttle frame 38, in this case the machine frame 24, while the associated roller 62, 63 is integral in translation with the other of the subassemblies, namely the frame of nave head 38.
  • the weight of the machine body consisting of the machine frame 24 and the machine elements it carries, is fully transmitted to the shuttle frame 38 by the two bearing interfaces 56, 58, which are located on either side on the other side of the center of gravity of the machine body, such that when stationary on a horizontal railway track, a load distribution ratio between the first bearing interface 56 and the second bearing interface 58 is included between 60% and 140% for any relative position of the machine frame 24 and of the work shuttle 18 between the two end-of-travel positions.
  • each of the bogies 20, 22 supports at least 40% and at most 60% of the total mass of the work machine 14.
  • the work machine 14 is equipped with a longitudinal locking device capable of securing the machine frame to the shuttle frame in a so-called displacement position
  • This locking device comprises at least two locks 66, 68, each located at proximity to a longitudinal end of the shuttle frame 38 and one of the rolling interfaces 56, 58, as illustrated in particular in Figures 7 and 8.
  • the lock 66 comprises a bolt 70 mounted on one of the two sub -assemblies formed by the machine frame 24 and the shuttle frame 38, here the shuttle frame 38, and a keeper 72 mounted on the other of the two sub-assemblies, in the example the machine frame 24.
  • the bolt 70 is movable relative to the sub-assembly on which it is mounted between a retracted position and a locking position, and linked to an actuator 74 constituted here by a hydraulic cylinder.
  • an actuator 74 constituted here by a hydraulic cylinder.
  • the bolt 70 is movable relative to the sub-assembly on which it is mounted between a retracted position and a position locking, and linked to an actuator 74 constituted here by two parallel hydraulic cylinders.
  • shuttle frame 38 and machine frame 24 then form a structural whole, so that part of the forces exerted on the shock pads 26 or more generally the interface at the end 126 of the machine frame 24 is transmitted to the hitch 28, or more generally to the interface at the end 128 of the machine frame, passing through the locks 66, 68 and the shuttle frame 38, further relieving the bridge 125 of the machine frame 24.
  • the work machine 14 is preferably equipped with at least assistance actuator 82 linking the machine frame 24 to the shuttle frame 38 and having a stroke corresponding to the relative stroke between the shuttle frame 38 and the frame machine 24 between the two end-of-travel positions.
  • This assistance actuator 82 may consist of a hydraulic cylinder, preferably a two-chamber cylinder.
  • Such a jack makes it possible, by isolating each of the chambers, to block the machine frame 24 relative to the shuttle frame 38 in any intermediate position between the two end-of-stroke positions. It also makes it possible to drive the machine frame 24 relative to the shuttle frame 38 back and forth between the two end-of-stroke positions.
  • an actuator can be provided consisting of two hydraulic jacks arranged in opposition, each of the jacks taking charge of the locking in one direction and the displacement in the opposite direction.
  • the work units 40 carried by the shuttle frame include pickaxes 84 mounted on a common frame 86 guided so as to move vertically relative to the shuttle frame between a retracted position, vertically away from the railway track , and a working position, plunging into the ballast between two adjacent sleepers 88 of the railway track 12.
  • These picks 84 are motorized so as to be able to vibrate around an average position when they are immersed in the ballast, in order to achieve the operation of works.
  • the frame 86 of the working units 40 is movable longitudinally with respect to the shuttle frame 38.
  • the work machine 14 and the additional vehicle 16 can be designed to operate in tandem, for example if the additional vehicle 16 is provided with a motor unit to supply hydraulic power to the hydraulic motors propulsion units mounted on bogies 20, 22, or work units 40.
  • the work machine 14 operates as follows.
  • the convoy 10 advances at a constant working speed in a predetermined working direction 100, for example to the left in FIG. 1.
  • This constant speed is in particular that of the additional vehicle coupled to the work machine, and is therefore also that of the machine frame 24. It is in practice low, indicatively less than 5 km / hour.
  • the machine frame 24 In the working mode, the machine frame 24 is pushed by the frame of the additional vehicle 16 located directly behind the working machine 14, or towed by an additional vehicle located directly in front of the working machine 14, and therefore advances at the working speed in the working direction 100, the working units 40 must alternate stationary phases with respect to the track, to allow the pickaxes 84 to penetrate the ballast and the tamping operation, and phases of rapid advance.
  • the bogies 20, 22 are stationary and the shuttle frame 38, at a standstill relative to the railway track 12, gradually moves backwards relative to the machine frame 24, towards the rear end-of-travel position.
  • the working units 40 are away from the track and the shuttle frame 38 accelerates rapidly from its stopped position in the working direction 100, to reach a speed greater than the working speed and to progress. forward with respect to the machine frame and with respect to the track, before rapidly decelerating to a stop, so as to position the working units 40 above the directly adjacent portion of the track 12 to the portion already treated.
  • the drive of the shuttle frame 38 can be carried out by the hydraulic motors for driving the motorized wheel sets 44 of the bogies 20, 22, if necessary assisted by the hydraulic cylinder 82.
  • the decelerations can also be obtained by the hydraulic motors. controlled to operate as a pump in the case of reversible hydraulic machines or by the service brakes 48, or by the hydraulic assistance cylinder 82, or by a combination of these different means.
  • the stroke that the shuttle frame 38 must travel relative to the machine frame 24 at each phase of rapid advance in the direction of work is substantially equal to the distance traveled by the machine frame 24 relative to the track 12 in the working direction 100 during the stationary phase, and therefore to the product of the working speed by the stopping time of the shuttle frame 38 relative to the railway line 12 in the stationary phase.
  • These races must naturally remain within the interval delimited by the end-of-race positions.
  • the end-of-travel positions are at least 1 meter apart, preferably at least 1.5 meters apart.
  • the blocking device is actuated intermittently, only when the bogies 20, 22 are stationary, and released when the shuttle advances to its next working position.
  • the longitudinal locking device 66, 68 is not engaged. If it is necessary, on a site, to interrupt the working mode for a few meters, for example for the passage of a switchgear such as a switch, the hydraulic assistance jack 82 can be used. as auxiliary longitudinal locking device
  • the work machine 14 and the convoy 10 are intended to travel on the railway track 12 at a speed significantly greater than the working speed, for example at more than 10 km / hour, for example to join or leave a construction site.
  • the locking mechanism 50 of the primary suspensions 46 is released as well as the device for locking in rotation 54 of one of the bogies and the machine frame 24 is secured to the shuttle frame 38 in the position. movement using the longitudinal locking device 66, 68.
  • the machine frame 24 is positioned relative to the shuttle frame 38 precisely in the displacement position using the jack hydraulic assistance 82, or motorized bogies 20, 22, then one of the locking devices 66, 68 is engaged.
  • a very slight constructive play is preserved between the bolt and the keeper, to allow, if necessary after a very slight adjustment in position using the hydraulic assistance cylinder 82, or motorized bogies 20, 22, to engage the other locking device.
  • the locks 66, 68 of the longitudinal locking device are sized to withstand significant forces corresponding to a sudden stop of the machine frame 24 when the pads 26 collide with an obstacle while the convoy 10 is moving at a travel speed greater than the working speed.
  • each of these bolts 66, 68 is able to withstand a critical load case exceeding 500 kN (in this case exceeding 900 kN, and preferably exceeding 1500 kN) in the longitudinal direction.
  • the bolts 66, 68 of the longitudinal locking device make it possible to pass at least part of the buffering forces longitudinally from the buffers 26 to the coupling 28 by passing through the bolts 66, 68 and the shuttle frame 38 It is thus possible to accept a relatively light dimensioning of the machine frame 24 in its thinnest part 125, since the machine frame 24 does not have to transfer all of the buffering forces.

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Abstract

Une machine de bourrage (14) pour un convoi de travaux (10) pour la pose, la réfection ou le remplacement d'une voie ferrée (12) comporte un premier bogie (20) et un deuxième bogie (22) situés longitudinalement à distance l'un de l'autre, un châssis de machine (24) et une navette de bourrage (18), la navette de bourrage (18) comportant châssis de navette (38) et une ou plusieurs unités bourrage (40) mobiles verticalement par rapport au châssis de navette (38), le châssis de navette (38) étant lié au châssis de machine (24) par des moyens de guidage longitudinal (56, 58) permettant un mouvement relatif entre le châssis de navette (38) et le châssis de machine (24) dans une direction longitudinale (100) de la machine de bourrage (14) en va et vient entre deux positions de fin de course. Le châssis de machine (24) est entièrement supporté par le châssis de navette (38) qui est porté par le premier bogie (20) et le deuxième bogie (22).

Description

DESCRIPTION
TITRE : MACHINE DE BOURRAGE, CONVOI FERROVIAIRE DE TRAVAUX ET PROCÉDÉ DE FONCTIONNEMENT D'UN TEL CONVOI
DOMAINE TECHNIQUE DE L'INVENTION
[0001] L'invention se rapporte notamment à des travaux de pose, d’entretien ou de réfection d'une voie ferrée. Elle se rapporte plus spécifiquement à des opérations dites de bourrage, qui consistent à faire pénétrer des outils de bourrage dans le ballast dans l'intervalle entre les traverses de la voie ferrée, pour compacter mécaniquement le ballast sous les traverses.
ETAT DE LA TECHNIQUE ANTERIEURE
[0002] Les machines de bourrage sont habituellement intégrées à des trains de travaux, qui comportent plusieurs véhicules attelés les uns aux autres, pour procéder à des opérations successives nécessaires à la pose, la réfection ou le remplacement de la voie ferrée. Un tel convoi de travaux a vocation à avancer continûment à faible vitesse sur la voie ferrée, sans arrêt, et de préférence à une vitesse de travail constante, chaque machine de train devant assurer ces fonctions propres à cette vitesse de travail. L'opération de bourrage nécessite quant à elle que la partie de la machine de bourrage qui supporte les outils de bourrage reste stationnaire par rapport à la voie ferrée pendant le temps nécessaire à la pénétration des outils de bourrage dans le ballast entre deux traverses successives de la voie, à la génération d’un mouvement vibratoire des outils de bourrage dans le ballast, puis à la rétractation des outils de bourrage hors du ballast.
[0003] Pour concilier ces impératifs antagonistes, on connaît des architectures de machines de bourrages, illustrées par exemple par les documents FR2476708 et FR2556752, dans lesquelles la machine de bourrage comporte un châssis de machine porté par deux bogies disposés à ses extrémités, et une navette de bourrage comportant un châssis de navette suspendu au châssis de machine et guidé longitudinalement en translation par rapport au châssis de machine par des glissières entre deux positions de fin de course, le châssis de navette portant des outils de bourrage mobiles perpendiculairement au plan de la voie ferrée. Le châssis de machine est destiné à être attelé à d'autres véhicules d’un convoi de travaux et à avancer à vitesse de travail constante sur la voie ferrée. Lors d'un cycle de bourrage, la navette de bourrage se déplace par rapport au châssis de machine dans le sens opposé au sens d’avancement du train de machine à partir d'une position initiale, à une vitesse égale en module à la vitesse d'avancement, de façon à rester immobile par rapport à la voie pendant la phase de pénétration des outils dans le ballast, de génération du mouvement vibratoire des outils dans le ballast puis de rétractation des outils de bourrage hors du ballast Puis, une fois que les outils de bourrage sont rétractés, le châssis de navette retourne vers sa position initiale pour entamer un nouveau cycle sous la traverse suivante de la voie. Avec une machine de ce type, les glissières de guidage longitudinal du châssis de navette par rapport au châssis de machine doivent permettre un mouvement longitudinal relatif entre les deux châssis tout en supportant les efforts de réaction à aux efforts de pénétration des outils de bourrage dans le ballast, dans une direction verticale perpendiculaire à la direction du mouvement longitudinal du châssis de navette. Les efforts appliqués aux glissières de guidage varient donc fortement durant les cycles de fonctionnement, susceptibles d’entraîner une usure rapide des glissières.
[0004] Suivant une variante illustrée dans le document FR2550808, le châssis de machine reste porté par deux bogies d'extrémité, mais ne porte plus intégralement le châssis de navette qui est porté par montés sur deux bogies porteurs additionnels roulant sur la voie ferrée, équipés le cas échéant de moyens de freinage et d'entraînement La seule liaison subsistant entre les deux châssis est un vérin agissant longitudinalement pour permettre le mouvement alternatif du châssis de navette par rapport au châssis de machine. Avec une telle machine à quatre bogies, c’est le poids du châssis de navette qui équilibre seul l'effort de pénétration des outils de bourrage dans le ballast, sans mettre à profit la masse du châssis de machine. Le nombre élevé de bogies rend ce concept complexe et onéreux.
EXPOSE DE L'INVENTION
[0005] L'invention vise à remédier aux inconvénients de l'état de la technique et à proposer une architecture alternative de machine de bourrage, permettant une avancée continue, de préférence sans arrêt, de la machine de bourrage tout en assurant une avance pas-à-pas de la navette de bourrage qui porte les outils de bourrage.
[0006] Pour ce faire est proposé, selon un premier aspect de l'invention, une machine de bourrage pour un convoi de travaux pour la pose, la réfection ou le remplacement d'une voie ferrée, la machine de bourrage comportant un premier bogie et un deuxième bogie situés longitudinalement à distance l'un de l'autre pour supporter la machine de bourrage, un châssis de machine et une navette de bourrage, la navette de bourrage comportant châssis de navette et une ou plusieurs unités bourrage mobiles verticalement par rapport au châssis de navette, le châssis de navette étant lié au châssis de machine par des moyens de guidage longitudinal permettant un mouvement relatif entre le châssis de navette et le châssis de machine dans une direction longitudinale de la machine de bourrage en va et vient entre deux positions de fin de course, caractérisée en ce que le châssis de machine est entièrement supporté par le châssis de navette qui est porté par le premier bogie et le deuxième bogie. On réalise ainsi une machine de bourrage ayant un nombre limité de bogies, et dont les moyens de guidage longitudinal sont soumis à des efforts verticaux qui ne varient pas au cours des cycles de fonctionnement de la machine, puisque ces efforts sont uniquement ceux résultant du poids du châssis de machine et des éléments que ce châssis porte.
[0007] Suivant un mode de réalisation, les moyens de guidage longitudinal comportent une première interface de roulement longitudinal plus proche du premier bogie que du deuxième bogie, et une deuxième interface de roulement longitudinal plus proche du deuxième bogie que du premier. De préférence, la première interface de roulement et la deuxième interface de roulement comportent chacune au moins une piste longitudinale de roulement et au moins un galet associé, apte à rouler sur la piste de roulement pour permettre le mouvement relatif en va-et- vient entre le châssis de navette et le châssis de machine, la piste longitudinale de roulement étant solidaire d'un des deux sous-ensembles constitués par le châssis de machine et le châssis de navette, le galet associé étant soit solidaire en translation de l’autre des sous-ensembles constitués par le châssis de machine et le châssis de navette, soit guidé de façon à rouler simultanément sur la piste longitudinale de roulement et une piste longitudinale de roulement opposée solidaire de l’autre des sous-ensembles constitués par le châssis de machine et le châssis de navette.
[0008] De préférence, la piste longitudinale de roulement de chacune des première et deuxième interfaces de roulement est solidaire du châssis de machine et le galet associé est monté de manière à tourner autour d'un axe de rotation horizontal fixe par rapport au châssis de navette, et situé longitudinalement entre au moins un train de roues du premier bogie et un train de roue du deuxième bogie. Pour un bon équilibre des efforts, le châssis de machine a un centre de gravité situé de préférence entre la première interface de roulement et la deuxième interface de roulement
[0009] De façon plus générale, les masses sont réparties de préférence de manière telle que dans une position relative médiane du châssis de machine et du châssis de navette, à mi-distance des deux positions de fin de course, à l'arrêt sur une voie ferrée horizontale, chacun des premier et deuxième bogies supporte au moins 40% et au plus 60% de la masse totale de la machine de bourrage.
[0010] En dehors des phases de travail proprement dit, il peut être nécessaire à la machine de circuler sur une voie ferrée à une vitesse de circulation substantiellement supérieure à la vitesse de travail. À cet effet, on peut prévoir un dispositif de verrouillage longitudinal apte à solidariser le châssis de machine au châssis de navette dans une position dite de déplacement, le dispositif de verrouillage comportant au moins un verrou apte à supporter un cas de charge critique dépassant 500 kN, de préférence 900 kN, et de manière encore préférentielle 1500 kN, en direction longitudinale. Le cas de charge critique correspondra par exemple à un arrêt brutal du châssis de machine rencontrant un obstacle.
[0011] Suivant un mode de réalisation, la machine de bourrage comporte au moins actionneur d'assistance, comportant de préférence un ou plusieurs vérins hydrauliques, liant le châssis de machine au châssis de navette, apte à effectuer une ou plusieurs des opérations suivantes :
- bloquer le châssis de navette par rapport au châssis de machine dans toute position intermédiaire entre les deux positions de fin de course ; - entraîner le châssis de navette par rapport au châssis de machine dans une direction longitudinale de la machine de bourrage en va-et-vient entre les deux positions de fin de course.
[0012] La fonction de blocage par l’actionneur d’assistance sera mise en œuvre notamment à très basse vitesse lorsque, au cours d’une séquence de travail, la machine de bourrage doit passer un équipement de voie, par exemple un aiguillage.
[0013] Suivant un mode de réalisation, les positions de fin de course sont distantes l’une de l'autre d’au moins 1 mètre, de préférence d’au moins 1,5 mètre.
[0014] Suivant un mode de réalisation, le premier bogie est guidé en rotation par rapport au châssis de navette de façon à pivoter au moins autour d'un premier axe de pivotement vertical, le deuxième bogie est guidé en rotation par rapport au châssis de navette de façon à pivoter au moins autour d’un deuxième axe de pivotement vertical, le deuxième axe de pivotement vertical étant de préférence situé à une distance (D) du premier axe de pivotement vertical supérieure à 10 mètres, de préférence supérieure à 12 mètres.
[0015] On a intérêt ce que les bogies de la machine de bourrage assurent une suspension de la machine de bourrage dans les phases de déplacement de la machine de bourrage à une vitesse supérieure à la vitesse de travail. Par contre, dans les phases de travail, on a intérêt à supprimer la suspension de façon à obtenir une grande précision de positionnement des outils de bourrage entre les traverses. À cet effet, et suivant un mode de réalisation préférentiel, on prévoit que le premier bogie et le deuxième bogie comportent chacun un châssis de bogie, au moins deux trains de roues, une suspension primaire entre les deux trains de roues et le châssis de bogie. De préférence, la suspension primaire de chacun des premier et deuxième bogies comporte un mécanisme de blocage apte à bloquer verticalement chacun des trains de roues par rapport au châssis de bogie au moins dans un sens d'appui du châssis de bogie sur chacun des trains de roues. De préférence, au moins un bogie de référence parmi les premier et deuxième bogies comporte un mécanisme de verrouillage en rotation apte à solidariser le châssis de bogie du bogie de référence par rapport au châssis de navette. [0016] Suivant divers modes de réalisation :
- le châssis de machine comporte un attelage de liaison à un véhicule adjacent du convoi de travaux ;
- au moins une extrémité longitudinale du châssis de machine est équipée d’un ou plusieurs tampons de chocs ;
- la navette de bourrage est entièrement située entre deux extrémités longitudinales opposées du châssis de machine, au moins dans une position relative médiane du châssis de machine et de la navette de bourrage à mi-chemin entre les deux positions de fin de course, et de préférence dans les deux positions de fin de course ;
- le châssis de machine comporte une cabine de conduite ou un poste de commande.
[0017] Suivant un mode de réalisation préféré, au moins un bogie parmi le premier bogie et le deuxième bogie est un bogie motorisé comportant au moins un train de roues motorisé. De préférence, chaque bogie motorisé comporte deux trains de roues motorisés, chacun entraîné par un moteur de traction, de préférence un moteur hydraulique. De préférence les deux bogies sont des bogies motorisés. Les bogies motorisés peuvent être utilisés notamment dans les phases de travail, le cas échéant en complément de l'actionneur décrit plus haut, pour effectuer le travail mécanique nécessaire au déplacement relatif entre le châssis de navette et le châssis de machine. Ils peuvent également être utilisés également dans les phases de déplacement de la machine de bourrage à une vitesse supérieure à la vitesse de travail, de préférence après avoir verrouillé en position le châssis de machine par rapport au châssis de navette. De préférence, au moins un bogie parmi le premier bogie et le deuxième bogie est équipé d'un frein un bogie motorisé comportant au moins un train de roues motorisé entraîné par au moins un moteur.
[0018] Suivant un autre aspect de l’invention, celle-ci a trait à un convoi ferroviaire de travaux comportant une machine de bourrage telle que décrite précédemment et au moins un véhicule additionnel comportant un châssis additionnel attelé au châssis de machine de la machine de bourrage et au moins un bogie additionnel de support du châssis additionnel.
[0019] Suivant un autre aspect de l'invention, celle-ci a trait à un procédé de fonctionnement d'un convoi de travaux tel que précédemment défini sur une voie ferrée, procédé suivant lequel, dans un mode de travail, le châssis de machine est tracté ou poussé par le châssis additionnel du véhicule additionnel sur la voie ferrée dans une direction de travail, de préférence sans arrêt, de préférence à vitesse constante, le châssis de navette se déplaçant longitudinalement en va et vient par rapport au châssis de machine, de manière à avoir par rapport à la voie ferrée des phases d'arrêt durant lesquelles les unités de bourrage pénètrent dans le ballast de la voie ferrée, et des phases de mouvement dans la direction de travail. De préférence, on fait en sorte que dans le mode de travail, la navette de bourrage est entraînée par un ou plusieurs bogies motorisés parmi le premier et le deuxième bogie, et/ou par un ou plusieurs actionneurs d’assistance liant le châssis de machine au châssis de navette. De préférence, le procédé comporte également un mode de déplacement, dans lequel le châssis de machine est verrouillé longitudinalement en position par rapport au châssis de navette.
BREVE DESCRIPTION DES FIGURES
[0020] D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront à la lecture de la description qui va suivre, en référence à la figure annexée et détaillée ci- après.
[Fig. 1] la figure 1 est une vue de côté d'une partie d’un convoi comportant une machine de travaux et au moins un véhicule additionnel, selon un mode de réalisation de l'invention, la machine de travaux comportant un châssis de machine et une navette de travail dans une première position de fin de course.
[Fig. 2] la figure 2 est une vue de côté du convoi de la figure 1, la navette de travail étant dans une deuxième position de fin de course.
[Fig. 3] la figure 3 est une vue éclatée de la machine de travaux du convoi de la figure 1. [Fig. 4] la figure 4 est une vue schématique d'un premier bogie supportant le châssis de navette de la machine de travaux de la figure 3.
[Fig. S] la figure 5 est une vue schématique d'un deuxième bogie supportant le châssis de navette de la machine de travaux de la figure 3.
[Fig. 6] la figure 6 est une vue schématique du dessus des deux bogies des figures 4 et 5.
[Fig. 7] la figure 7 est une vue en coupe transversale dans un plan de coupe VII- VII de la figure 1, permettant de visualiser une première interface de roulement ainsi qu'un premier dispositif de verrouillage entre le châssis de machine et le châssis de navette.
[Fig. 8] la figure 8 est une vue isométrique de la coupe de la figure 7.
[Fig. 9] la figure 9 est une vue en coupe transversale dans un plan de coupe IX-IX de la figure 1, permettant de visualiser une première interface de roulement ainsi qu'un premier dispositif de verrouillage entre le châssis de machine et le châssis de navette.
[Fig. 10] la figure 10 est une vue isométrique de la coupe de la figure 7.
[Fig. 11] la figure 11 est une vue de détail d'une interface alternative de roulement entre un châssis de machine et un châssis de navette de la machine de bourrage de la figure 3.
[0021] Pour plus de clarté, les éléments identiques ou similaires sont repérés par des signes de référence identiques sur l'ensemble des figures.
DESCRIPTION DÉTAILLÉE DE MODES DE REALISATION
[0022] Sur les figures 1 et 2 est illustré un convoi ferroviaire de travaux 10 pour l'entretien ou la réfection d'une voie ferrée 12, ce convoi comportant plusieurs véhicules ferroviaires attelés les uns aux autres, à savoir ici une machine de travaux 14 qui est ici une machine de bourrage, et au moins un véhicule additionnel 16, par exemple une machine de compactage située derrière la machine de travaux 14 dans un sens dit de travail 100 sur la voie ferrée 12.
[0023] La machine de travaux 14, illustrée en éclaté sur la figure 3, comporte une navette de travail 18, ici plus spécifiquement une navette de bourrage, portée par un premier bogie 20 et un deuxième bogie 22 situés longitudinalement à distance l'un de l’autre, ainsi qu'un châssis de machine 24 porté par la navette de travail 18.
[0024] Le châssis de machine 24 présente un évidement longitudinal 25 pour loger la navette de travail 18, cet évidement longitudinal 25 étant enjambé par un pont longitudinal 125 de faible section constituant une partie médiane du châssis de machine 24 et reliant deux portions d'extrémité longitudinale 126, 128 opposées de section transversale plus importante. Les portions d’extrémité avant 126 et arrière 128 du châssis de machine 24 peuvent être équipées d’équipement d'interfaçage avec d'autres véhicules ferroviaires ou avec des équipements de voie, par exemple des tampons de choc 26 à l’extrémité avant 126 et un attelage 28 de liaison au véhicule additionnel 16 à l'extrémité arrière 128. Comme illustré sur la figure, le véhicule additionnel 16 comporte un châssis additionnel 30, attelé au châssis de machine 24 de la machine de travaux 14 et supporté de façon indépendante de la machine de travaux 12 par au moins un bogie additionnel 32. Le châssis de machine 24 a vocation à supporter divers équipements, tels qu'une cabine de conduite 34 et un poste de commande 36, ainsi le cas échéant qu'un groupe hydraulique 37 pouvant comporter par exemple une pompe hydraulique pour l’alimentation de divers moteurs hydrauliques situés notamment sur la navette de travail 18.
[0025] La navette de travail 18 comporte un châssis de navette 38 porté par le premier bogie 20 et le deuxième bogie 22, ainsi qu'une ou plusieurs unités de travaux 40, ici des unités de bourrage, suspendues au châssis de navette 38 et mobiles par rapport au châssis de navette 38 dans une direction perpendiculaire au plan défini par les rails de la voie ferrée 12 (c’est à dire une direction verticale lorsque la machine de travaux 14 circule sur une voie ferrée 12 horizontale). Le premier bogie 20 est guidé en rotation par rapport au châssis de navette 38 de façon à pivoter autour d’un premier axe de pivotement vertical 120, le deuxième bogie 22 est guidé en rotation par rapport au châssis de navette de façon à pivoter autour d'un deuxième axe de pivotement vertical 122, le deuxième axe de pivotement 122 étant de préférence situé à une distance D du premier axe de pivotement vertical 120 supérieure à 10 mètres, de préférence supérieure à 12 mètres.
[0026] Le premier bogie 20 illustré en détail sur la figure 4 et le deuxième bogie 22 illustré sur la figure S comportent chacun un châssis de bogie 42, deux trains de roues motorisés 44 et une suspension primaire 46 entre les deux trains de roues 44 et le châssis de bogie 42. Les trains de roues 44 sont pourvus de freins de service 48. Les suspensions primaires 46 du premier bogie 20 et du deuxième bogie 22 comportent de préférence un mécanisme de blocage 50 apte à bloquer verticalement chacun des trains de roues 44 par rapport au châssis de bogie 42 dans au moins le sens descendant d'appui du châssis de bogie 42 sur chacun des trains de roues 44. Ce mécanisme de blocage 50 peut être constitué par des vérins hydrauliques dont le piston est solidaire par exemple de la boîte d'essieu et le cylindre est solidaire du châssis de bogie 42. Les deux châssis de bogie 42 sont liés au châssis de navette 38 par une crapaudine 142.
[0027] Par ailleurs, au moins un des deux bogies 20, 22, par exemple le premier bogie 20, destiné à être positionné à Pavant de la machine lorsque celle-ci avance dans le sens de travail 100 sur la voie ferrée 12, peut être équipé d’un dispositif de blocage vertical 52, pour empêcher un mouvement vertical relatif entre le bogie 20 et châssis de navette 38. Ce dispositif 50 peut comprendre deux vérins latéraux d’appui escamotables 54 qui peuvent être pilotés hydrauliquement pour passer d’une position de retrait à une position opérationnelle dans laquelle ils constituent deux appuis latéraux entre le châssis de navette 38 et le châssis de bogie 42 solidarisant ainsi verticalement le châssis de bogie 42 au châssis de navette 38, comme illustré sur la figure 6, alors que la partie arrière du châssis de navette 38 repose sur des lisoirs 55 qui équipent le châssis de bogie 42 du deuxième bogie 22. Le châssis de navette 38 peut ainsi garder son horizontalité sur une voie horizontale ou garder un angle prédéterminé maîtrisé sur une voie en dévers.
[0028] Le châssis de navette 38 est lié au châssis de machine 24 par des moyens de guidage longitudinal permettant un mouvement relatif entre la navette de travail 18 et le châssis de machine 24 dans une direction longitudinale de la machine de travaux 14 en va-et-vient entre deux positions de fin de course, tout en empêchant les mouvements verticaux et latéraux. Ces moyens de guidage longitudinal comportent une première interface de roulement longitudinal 56 plus proche du premier bogie 20 que du deuxième bogie 22, et une deuxième interface de roulement longitudinal 58 plus proche du deuxième bogie 22 que du premier 20, comme illustré sur les figures 3 et 7 à 10.
[0029] La première interface de roulement 56, illustrée en détail sur les figures 7et 8, et la deuxième interface de roulement 58, illustrée en détail sur les figures 9 et 10, comportent chacune au moins une piste longitudinale de roulement 60, et en l’occurrence chacune deux pistes longitudinales horizontales de roulement parallèles 60, deux pistes longitudinales verticales de roulement parallèles 61 et au moins un galet 62, 63 associé à chaque piste longitudinale de roulement 60, 61, le galet 62, 63 étant apte à rouler sur la piste de roulement associée 60, 61 pour permettre le mouvement relatif en va-et-vient entre le châssis de navette 38 et le châssis de machine 24, la piste longitudinale de roulement 60, 61 étant solidaire d'un des deux sous-ensembles constitués par le châssis de machine 24 et le châssis de navette 38, en l'occurrence le châssis de machine 24, alors que le galet associé 62, 63 est solidaire en translation de l’autre des sous-ensembles, à savoir le châssis de navette 38.
[0030] En variante, illustrée sur la figure 11, on peut prévoir un ou plusieurs galets 62, 63 qui roulent simultanément sur une piste longitudinale de roulement 60, 61 solidaire du châssis de machine 24 et une piste longitudinale de roulement 160 opposée solidaire du châssis de navette 38.
[0031] Le poids du corps de machine, constitué par le châssis de machine 24 et les éléments de machine qu’il porte, est intégralement transmis au châssis de navette 38 par les deux interfaces de roulement 56, 58, qui sont situées de part et d’autre du centre de gravité du corps de machine, de telle manière qu’à l’arrêt sur une voie ferrée horizontale, un ratio de répartition de charge entre la première interface de roulement 56 et la deuxième interface de roulement 58 soit compris entre 60% et 140% pour toute position relative du châssis de machine 24 et de la navette de travail 18 entre les deux positions de fin de course. Par ailleurs, la répartition des charges sur la navette de travail 18 et le châssis de machine 24 est telle que dans une position relative médiane du châssis de machine 24 et de la navette de travail 18, à mi- distance des deux positions de fin de course, à l'arrêt sur une voie ferrée horizontale, chacun des bogies 20, 22 supporte au moins 40% et au plus 60% de la masse totale de la machine de travaux 14.
[0032] La machine de travaux 14 est équipée d'un dispositif de verrouillage longitudinal apte à solidariser le châssis de machine au châssis de navette dans une position dite de déplacement Ce dispositif de verrouillage comporte au moins deux verrous 66, 68, situés chacun à proximité d’une extrémité longitudinale du châssis de navette 38 et de l'une des interfaces de roulement 56, 58, comme illustré en particulier sur les figures 7 et 8. Le verrou 66 comporte un pêne 70 monté sur l'un des deux sous-ensembles constitués par le châssis de machine 24 et le châssis de navette 38, ici le châssis de navette 38, et une gâche 72 montée sur l'autre des deux sous-ensembles, dans l'exemple le châssis de machine 24. Le pêne 70 est mobile par rapport au sous-ensemble sur lequel il est monté entre une position de retrait et une position de verrouillage, et lié à un actionneur 74 constitué ici par un vérin hydraulique. De façon similaire, on retrouve pour le verrou 68 illustré sur les figures 9 et 10 un pêne 70 monté sur l'un des deux sous-ensembles constitués par le châssis de machine 24 et le châssis de navette 38, ici le châssis de machine 24, et une gâche 72 montée sur l'autre des deux sous-ensembles, dans l'exemple le châssis de navette 38. Le pêne 70 est mobile par rapport au sous-ensemble sur lequel il est monté entre une position de retrait et une position de verrouillage, et lié à un actionneur 74 constitué ici par deux vérins hydrauliques parallèles.
[0033] Lorsque le châssis de machine 24 est positionné par rapport au châssis de navette 38 dans la position de déplacement, les pênes 70 des verrous 66, 68, en passant de leur position de retrait à leur position de verrouillage, pénètrent dans les gâches 72 et réalisent la solidarisation souhaitée respectivement entre la portion d'extrémité longitudinale avant 124 du châssis de machine 24 et le châssis de navette 38 et entre la portion d'extrémité longitudinale arrière 126 du châssis de machine 24 et le châssis de navette 38. Le châssis de navette 38 et le châssis de machine 24 forment alors un tout structurel, de sorte qu'une partie des efforts exercés sur les tampons de chocs 26 ou plus généralement l'interface à l’extrémité 126 du châssis de machine 24 est transmis à l'attelage 28, ou plus générale à l'interface à l'extrémité 128 du châssis de machine, en passant par les verrous 66, 68 et le châssis de navette 38, soulageant d'autant le pont 125 du châssis de machine 24.
[0034] La machine de travaux 14 est de préférence équipée d'au moins actïonneur d’assistance 82 liant le châssis de machine 24 au châssis de navette 38 et ayant une course correspondant à la course relative entre le châssis de navette 38 et le châssis de machine 24 entre les deux positions de fin de course. Cet actïonneur d'assistance 82 peut être constitué par un vérin hydraulique, de préférence un vérin à deux chambres. Un tel vérin permet, en isolant chacune des chambres, de bloquer le châssis de machine 24 par rapport au châssis de navette 38 dans toute position intermédiaire entre les deux positions de fin de course. Il permet également d’entraîner le châssis de machine 24 par rapport au châssis de navette 38 en va-et- vient entre les deux positions de fin de course. En variante, on peut prévoir un actïonneur constitué de deux vérins hydrauliques disposés en opposition, chacun des vérins prenant en charge le blocage dans une direction et le déplacement dans la direction opposée.
[0035] Les unités de travail 40 portées par le châssis de navette comportent des pioches 84 montées sur un bâti commun 86 guidé de manière à se déplacer verticalement par rapport au châssis de navette entre une position de retrait, verticalement à distance de la voie ferrée, et une position de travail, plongeant dans le ballast entre deux traverses adjacentes 88 de la voie ferrée 12. Ces pioches 84 sont motorisées de façon à pouvoir vibrer autour d’une position moyenne lorsqu’elles sont plongées dans le ballast, afin de réaliser l’opération de travaux. Mais il n'est pas prévu que le bâti 86 des unités de travail 40 soit mobile longitudinalement par rapport au châssis de navette 38.
[0036] Le cas échéant, la machine de travaux 14 et le véhicule additionnel 16 peuvent être prévus pour fonctionner en tandem, par exemple si l'on prévoit que le véhicule additionnel 16 porte un groupe de motorisation pour alimenter en puissance hydraulique des moteurs hydrauliques de propulsion montés sur les bogies 20, 22, ou les unités de travail 40. [0037] La machine de travaux 14 fonctionne de la manière suivante.
[0038] Dans un mode de fonctionnement que l’on peut qualifier de mode de travail, le convoi 10 avance à une vitesse de travail constante dans une direction de travail prédéterminée 100, par exemple vers la gauche sur la figure 1. Cette vitesse constante est notamment celle du véhicule additionnel attelé à la machine de travaux, et est donc également celle du châssis de machine 24. Elle est en pratique faible, à titre indicatif inférieure à 5 km/heure.
[0039] Dans le mode de travail, le châssis de machine 24 est poussé par le châssis du véhicule additionnel 16 situé directement derrière la machine de travaux 14, ou tracté par un véhicule additionnel situé directement devant la machine de travaux 14, et avance donc à la vitesse de travail dans la direction de travail 100, Les unités de travail 40 doivent quant à elles alterner des phases stationnaires par rapport à la voie, pour permettre une pénétration des pioches 84 dans le ballast et l’opération de bourrage, et des phases d’avancée rapide. Durant les phases stationnaires, les bogies 20, 22 sont stationnaires et le châssis de navette 38, à l'arrêt par rapport à la voie ferrée 12, recule progressivement par rapport au châssis de machine 24, vers la position de fin de course arrière. Durant les phases d'avancée rapide, les unités de travail 40 sont à distance de la voie et le châssis de navette 38 accélère rapidement depuis sa position arrêtée dans la direction de travail 100, pour atteindre une vitesse supérieure à la vitesse de travail et progresser vers l'avant par rapport au châssis de machine et par rapport à la voie, avant de décélérer rapidement jusqu'à l’arrêt, de manière à positionner les unités de travail 40 au-dessus de la portion de la voie ferrée 12 directement adjacente à la portion déjà traitée. L'entraînement du châssis de navette 38 peut être effectué par les moteurs hydrauliques d'entraînement des trains de roues motorisés 44 des bogies 20, 22, le cas échéant assistés par le vérin hydraulique 82. Les décélérations peuvent également être obtenues par les moteurs hydrauliques pilotés pour fonctionner en pompe s'il s'agit de machines hydrauliques réversibles ou par les freins de services 48, ou par le vérin hydraulique d’assistance 82, ou par une combinaison de ces différents moyens.
[0040] La course que doit parcourir le châssis de navette 38 par rapport au châssis de machine 24 à chaque phase d'avancée rapide dans la direction de travail est sensiblement égale à la course parcourue par le châssis de machine 24 par rapport à la voie ferrée 12 dans la direction de travail 100 pendant la phase stationnaire, et donc au produit de la vitesse de travail par le temps d’arrêt du châssis de navette 38 par rapport à la voie ferrée 12 dans la phase stationnaire. Ces courses doivent naturellement rester dans l'intervalle délimité par les positions de fin de course. En pratique, les positions de fin de course sont distantes l'une de l’autre d'au moins 1 mètre, de préférence d’au moins 1,5 mètre.
[0041] En mode de travail, on peut avantageusement mettre en œuvre le mécanisme de blocage 50 des suspensions primaires des deux bogies 20, 22, pour rigidifier les bogies 20, 22. On peut également mettre en œuvre le dispositif de blocage vertical 52 d’un des bogies 20 par rapport au châssis de navette 38, , pour un contrôle plus précis de la position du châssis de navette 38 par rapport à la voie ferrée 12, dans toutes les directions de l'espace. Idéalement le dispositif de blocage est actionné de façon intermittente, uniquement lorsque les bogies 20, 22 sont à l'arrêt, et relâché lorsque la navette avance vers sa prochaine position de travail.
[0042] Il va sans dire que dans le mode de fonctionnement de travail, le dispositif de verrouillage longitudinal 66, 68 n'est pas enclenché. S’il s'avère nécessaire, sur un chantier, d’interrompre le mode de travail sur quelques mètres, par exemple pour le passage d'un appareil de voie tel qu'un aiguillage, on peut utiliser le vérin hydraulique d'assistance 82 comme dispositif de verrouillage longitudinal d’appoint
[0043] Lorsqu’ils ne sont pas en mode de travail, la machine de travaux 14 et le convoi 10 ont vocation à circuler sur la voie ferrée 12 à une vitesse significativement supérieure à la vitesse de travail, par exemple à plus de 10 km/heure, afin par exemple de rejoindre ou quitter un chantier de travaux. Pour permettre un tel déplacement, on libère le mécanisme de blocage 50 des suspensions primaires 46 ainsi que le dispositif de verrouillage en rotation 54 de l'un des bogies et l’on solidarise le châssis de machine 24 au châssis de navette 38 dans la position de déplacement à l’aide du dispositif de verrouillage longitudinal 66, 68.
[0044] En pratique, on positionne le châssis de machine 24 par rapport au châssis de navette 38 précisément dans la position de déplacement à l'aide du vérin hydraulique d'assistance 82, ou des bogies motorisés 20, 22, puis on engage l'un des dispositifs de verrouillage 66, 68. Un très léger jeu constructif est préservé entre le pêne et la gâche, pour permettre, le cas échéant après une très léger ajustement en position à l’aide du vérin hydraulique d'assistance 82, ou des bogies motorisés 20, 22, d'engager l’autre dispositif de verrouillage.
[0045] Les verrous 66, 68 du dispositif de verrouillage longitudinal sont dimensionnés pour résister à des efforts importants correspondant à un arrêt brutal du châssis de machine 24 lorsque les tampons 26 entrent en collision avec un obstacle alors que le convoi 10 se déplace à une vitesse de déplacement supérieure à la vitesse de travail. En pratique, chacun de ces verrous 66, 68 est apte à supporter un cas de charge critique dépassant 500 kN (en l'occurrence dépassant 900 kN, et de préférence dépassant 1500 kN) en direction longitudinale. Ainsi, les verrous 66, 68 du dispositif de verrouillage longitudinal permettent de faire transiter au moins une partie des efforts de tamponnage longitudinalement depuis les tampons 26 jusqu'à l'attelage 28 en transitant par les verrous 66, 68 et le châssis de navette 38. On peut ainsi accepter un dimensionnement relativement léger du châssis de machine 24 dans sa partie la plus fine 125, car le châssis de machine 24 n'a pas à transférer la totalité des efforts de tamponnage.
[0046] Naturellement, les exemples représentés sur les figures et discutés ci- dessus ne sont donnés qu'à titre illustratif et non limitatif. Il est explicitement prévu que l'on puisse combiner entre eux les différents modes de réalisation illustrés pour en proposer d'autres.
[0047] Il est souligné que toutes les caractéristiques, telles qu’elles se dégagent pour un homme du métier à partir de la présente description, des dessins et des revendications attachées, même si concrètement elles n’ont été décrites qu’en relation avec d’autres caractéristiques déterminées, tant individuellement que dans des combinaisons quelconques, peuvent être combinées à d’autres caractéristiques ou groupes de caractéristiques divulguées ici, pour autant que cela n'a pas été expressément exclu ou que des circonstances techniques rendent de telles combinaisons impossibles ou dénuées de sens.

Claims

REVENDICATIONS
1. Machine de bourrage (14) comportant un premier bogie (20) et un deuxième bogie (22) situés longitudinalement à distance l'un de l'autre pour supporter la machine de bourrage (14), un châssis de machine (24) et une navette de bourrage (18), la navette de bourrage (18) comportant un châssis de navette (38) et une ou plusieurs unités bourrage (40) mobiles verticalement par rapport au châssis de navette (38), le châssis de navette (38) étant lié au châssis de machine (24) par des moyens de guidage longitudinal (56, 58) permettant un mouvement relatif entre le châssis de navette (38) et le châssis de machine (24) dans une direction longitudinale (100) de la machine de bourrage (14) en va et vient entre deux positions de fin de course, caractérisée en ce que le châssis de machine (24) est entièrement supporté par le châssis de navette (38) qui est porté par le premier bogie (20) et le deuxième bogie (22).
2. Machine de bourrage (14) selon la revendication 1, caractérisée en ce que les moyens de guidage longitudinal (56, 58) comportent une première interface de roulement longitudinal (56) plus proche du premier bogie (20) que du deuxième bogie (22), et une deuxième interface de roulement longitudinal (58) plus proche du deuxième bogie (22) que du premier (20).
3. Machine de bourrage (14) selon la revendication 2, caractérisée en ce que la première interface de roulement (56) et la deuxième interface de roulement (58) comportent chacune au moins une piste longitudinale de roulement (60, 61) et au moins un galet associé (62, 63), apte à rouler sur la piste de roulement (60, 61) pour permettre le mouvement relatif en va-et-vient entre le châssis de navette (38) et le châssis de machine (24), la piste longitudinale de roulement (60, 61) étant solidaire d'un des deux sous-ensembles constitués par le châssis de machine (24) et le châssis de navette (38), le galet associé (62, 63) étant soit solidaire en translation de l'autre des sous-ensembles constitués par le châssis de machine (24) et le châssis de navette (38), soit guidé de façon à rouler simultanément sur la piste longitudinale de roulement (60) et une piste longitudinale de roulement opposée (160) solidaire de l'autre des sous- ensembles constitués par le châssis de machine (24) et le châssis de navette (38).
4. Machine de bourrage (14) selon la revendication 3, caractérisée en ce que la piste longitudinale de roulement (60) de chacune des première et deuxième interfaces de roulement (56, 58) est solidaire du châssis de machine (24) et le galet (62) associé est monté de manière à tourner autour d'un axe de rotation horizontal fixe par rapport au châssis de navette (38), et situé longitudinalement entre au moins un train de roues (44) du premier bogie (20) et un train de roue (44) du deuxième bogie (22).
5. Machine de bourrage (14) selon l'une quelconque des revendications 2 à 4, caractérisée en ce que le châssis de machine (24) a un centre de gravité situé entre la première interface de roulement (56) et la deuxième interface de roulement (58).
6. Machine de bourrage (14) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que dans une position relative médiane du châssis de machine (24) et du châssis de navette (38), à mi-distance des deux positions de fin de course, à l'arrêt sur une voie ferrée horizontale, chacun des premier et deuxième bogies supporte au moins 40% et au plus 60% de la masse totale de la machine de bourrage.
7. Machine de bourrage (14) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce qu’elle comporte un dispositif de verrouillage longitudinal (66, 68) apte à solidariser le châssis de machine (24) au châssis de navette (38) dans une position dite de déplacement, le dispositif de verrouillage (66, 68) comportant au moins un verrou apte à supporter un cas de charge critique dépassant 500 kN, de préférence 1000 kN, de préférence 1500 kN en direction longitudinale.
8. Machine de bourrage (14) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'elle comporte au moins un actionneur d'assistance (82), comportant de préférence un ou plusieurs vérins hydrauliques (82), liant le châssis de machine (24) au châssis de navette (38), apte à effectuer une ou plusieurs des opérations suivantes : - bloquer le châssis de navette (38) par rapport au châssis de machine (24) dans toute position intermédiaire entre les deux positions de fin de course ;
- entraîner le châssis de navette (38) par rapport au châssis de machine (24) dans une direction longitudinale (100) de la machine de bourrage (14) en va-et-vient entre les deux positions de fin de course.
9. Machine de bourrage (14) selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'une ou plusieurs des caractéristiques suivantes sont réalisées :
- les positions de fin de course sont distantes l'une de l'autre d'au moins 1 mètre, de préférence d'au moins 1,5 mètre;
- le premier bogie (20) est guidé en rotation par rapport au châssis de navette (38) de façon à pivoter au moins autour d'un premier axe de pivotement vertical (120), le deuxième bogie (22) est guidé en rotation par rapport au châssis de navette (38) de façon à pivoter au moins autour d’un deuxième axe de pivotement vertical (122), le deuxième axe de pivotement vertical (122) étant de préférence situé à une distance (D) du premier axe de pivotement vertical (120) supérieure à 10 mètres, de préférence supérieure à 12 mètres.
10. Machine de bourrage (14) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que le premier bogie (20) et le deuxième bogie (22) comportent chacun un châssis de bogie (42), au moins deux trains de roues (44), une suspension primaire (46) entre les deux trains de roues (44) et le châssis de bogie (42), une ou plusieurs des caractéristiques suivantes étant de préférence réalisées :
- la suspension primaire (46) de chacun des premier et deuxième bogies (20, 22) comporte un mécanisme de blocage (50) apte à bloquer verticalement chacun des trains de roues (44) par rapport au châssis de bogie (42) au moins dans un sens d'appui du châssis de bogie (42) sur chacun des trains de roues (44) ; - au moins un bogie de référence (20) parmi les premier et deuxième bogies (20, 22) comporte un mécanisme de blocage vertical (52) apte à solidariser le châssis de bogie (42) du bogie de référence (20) par rapport au châssis de navette (38) en direction verticale.
11. Machine de bourrage (14) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'une ou plusieurs des caractéristiques suivantes sont réalisées :
- le châssis de machine (24) comporte un attelage (28) de liaison à un véhicule adjacent (16) du convoi de travaux (10) ;
- au moins une extrémité longitudinale du châssis de machine (24) est équipée d'un ou plusieurs tampons de chocs (26) ;
- la navette de bourrage (18) est entièrement située entre deux extrémités longitudinales opposées du châssis de machine (24), au moins dans une position relative médiane du châssis de machine (24) et de la navette de bourrage (38) à mi-chemin entre les deux positions de fin de course, et de préférence dans les deux positions de fin de course ;
- le châssis de machine (24) comporte une cabine de conduite (34) ou un poste de commande (36).
12. Machine de bourrage (34) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'au moins un bogie (20, 22) parmi le premier bogie (20) et le deuxième bogie (22) est un bogie motorisé comportant au moins un train de roues motorisé (44).
13. Convoi ferroviaire de travaux (10) comportant une machine de bourrage (14) selon l'une quelconque des revendications précédentes et au moins un véhicule additionnel (16) comportant un châssis additionnel (30) attelé au châssis de machine (24) de la machine de bourrage (14) et au moins un bogie additionnel (32) de support du châssis additionnel (30).
14. Procédé de fonctionnement d'un convoi de travaux (10) selon la revendication 13 sur une voie ferrée (12), caractérisé en ce que dans un mode de travail, le châssis de machine (24) est tracté ou poussé par le châssis additionnel (30) du véhicule additionnel (16) sur la voie ferrée (12) dans une direction de travail (100), de préférence sans arrêt, de préférence à vitesse constante, le châssis de navette (38) se déplaçant longitudinalement en va et vient par rapport au châssis de machine (24), de manière à avoir par rapport à la voie ferrée (12) des phases d'arrêt durant lesquelles les unités de bourrage (40) pénètrent dans le ballast de la voie ferrée (12), et des phases de mouvement dans la direction de travail (100).
15. Procédé de fonctionnement selon la revendication 14, caractérisé en ce que dans le mode de travail, la navette de bourrage (38) est entraînée par un ou plusieurs bogies motorisés parmi le premier et le deuxième bogie (20, 22), et/ou par un ou plusieurs actionneurs d'assistance (82) liant le châssis de machine (24) au châssis de navette (38).
16. Procédé de fonctionnement selon l'une quelconque des revendications 14 à 15, caractérisé en ce que dans un mode de déplacement, le châssis de machine (24) est verrouillé longitudinalement en position par rapport au châssis de navette
(38).
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