Brevet FR2107836A1 — publié le 19720512

L'invention, concernant la pesée, est plus particulièrement relative à un appareil servant à peser des véhicules sur rails tels que des wagons de chemin de fer, des trucks de diverse sorte, des automotrices, des ponts roulants, des wagons-5 trémies, etc. et il comprend un châssis, une partie porteuse de véhicule et des moyens de détection de charge, la partie porteuse de véhicule étant portée par le châssis grâce aux moyens de détection de charge, de sorte que la charge provenant d'au moins une roue du véhicule est transférée des rails à la par-10 tie porteuse du véhicule lorsque la roue se trouve au-dessus de l'appareil de pesage. On sait que l'on peut peser des véhicules sur rails au moyen de bascules à plateforme disposées dans des fosses de pesage sur le parcours du véhicule. Un exemple d'une telle 15 "bascule pour wagons de chemin de fer est indiqué par exemple dans un prospectus intitulé "Toledo Steel Master Levers", édité aux Etats-Unis par Toledo Scale Corporation, Toledo, Ohio 45612. Sur la surface supérieure des plateformes, est disposé un rail d'une certaine espèce, par exemple une poutre en U pour une 20 roue caoutchoutée ou un rail de chemin de fer pour des roues de wagon de chemin de fer, sa surface supérieure étant dans le même plan que les rails à l'extérieur de la "bascule, mais ce rail est séparé des rails fixes par un joint ouvert à chaque extrémité, de sorte que le segment de rail porté par la "bascule 25 est libre de se mouvoir verticalement. La charge est détectée par exemple au moyen d'un système mécanique de pesage ou de pesons. Dans les systèmes existants, on a résolu le problème d'un soutien rigide et ferme de la bascule grâce à des fondations importantes et coûteuses, ce qui signifie que ces systè-30 mes doivent avoir une disposition fixe et qu'on ne peut donc pas les amener à la position la plus appropriée au pesage, par exemple pendant que l'on charge des wagons de chemin de fer depuis des navires. En outre, il n'est pas approprié de disposer un tel 35 système de pesage dans une voie ferrée destinée à des wagons de chemin de fer lorsqu'il faut que les trains puissent passer sur la bascule sans ralentir, les wagons n'étant alors pas pesés. Une telle installation entraînerait l'usure anormale du joint entre la plateforme de pesage et les rails adjacents, 71 33770 2 2107836 sans parler des tensions nuisibles appliquées au système de pesage. Pour peser les wagons de chemin de fer en particulier, on connaît un grand nombre d'autres solutions, mais elles sont toutes basées sur ce principe qu'un segment de voie ferrée con-5 tient une certaine espèce de bascule fixe qui détecte la cliarge par l'intermédiaire de la surface supérieure du rail ou par l'intermédiaire d'un autre rail qui remplace le rail normal. Des exemples de systèmes connus de ce genre sont indiqués dans les brevets britanniques n° 820 969, 797 161, 832 389 10 et d'autres formes sont indiquées dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique n° 3 085 642, le brevet allemand n° 1 079 338, les brevets français n° 1 292 587 et 974 974 et le brevet suédois n° 217 810. Le but principal de la présente invention est d'éli-15 miner la fondation importante et coûteuse de la bascule, que nécessitent les systèmes de pesa'ge connus lorsqu'on veut obtenir une exactitude de pesage acceptable. En outre, avec un appareil selon l'invention, il doit être possible de peser, soit des véhicules immobiles, soit des véhicules en mouvement, avec 20 'une exactitude au moins égale à celle que l'on obtient par les systèmes fixes connus. On atteint ce but, selon l'invention, grâce à un appareil dont la principale particularité est que le châssis comprend deux poutres disposées avec espacement mutuel et trans-25 versalement aux rails, ces poutres étant libres relativement ou bien étant reliées entre elles par une ou- plusieurs liaisons à faible résistance à la torsion disposées dans la direction longitudinale des rails et supportées par le patin ou par l'âme des rails, ou encore par la fondation de ces rails, de sorte que le châssis peut s'adapter de façon flexible à des variations individuelles de position et./ou de hauteur des rails, et que la partie porteuse de véhicule comprend deux poutres disposées parallèlement aux rails et tout près de ceux-ci, ces poutres étant reliées entre elles par une ou plusieurs liaisons à faible 35 résistance à la torsion, disposées transversalement aux rails, de sorte que là partie porteuse de véhicule peut s'adapter-de façon flexible à des variations de position et/ou "de-hauteur du châssis. ' • . Outre le but principal indiqué ci-dessus, un appareil 71 33770 3 2107836 selon l'invention fournit plusieurs autres avantages en comparaison de systèmes usuels de pesage. On peut par exemple disposer un appareil selon l'invention dans une voie ferrée existante sans qu'il soit néces-5 saire de modifier celle-ci et on peut facilement amener l'appareil à la position la plus appropriée en ce qui concerne par exemple le processus de chargement. Ainsi, l'appareil fait partie intégrante du réseau ferroviaire grâce à l'élimination d'une grande fondation de bascule présentant des propriétés élastiques 10 différentes de celles du réseau. En conséquence, le système de pesage selon l'invention suit le mouvement des rails, de sorte que l'on obtient une force parfaitement définie sur les pesons, indépendamment des propriétés élastiques du rail et de la fondation de rail. Il est même possible de tolérer des propriétés 15 élastiques différentes dans les deux rails opposés, au point où l'appareil est monté, ce qui fait que l'un des rails prend une pente différente de l'autre sans que cela influence le résultat de la pesée. Etant donné que les fondations fixes de bascule et les plateformes de bascule sont éliminées, on obtient 20 un autre avantage, à savoir qu'en cas de défaut de fonctionnement, on peut facilement retirer du réseau l'appareil selon l'invention, de sorte que le trafic normal passant par le poste de pesage n'est pas perturbé. Dans un mode d'exécution de l'invention, l'appareil 25 est muni de galets ou de roues, de sorte que l'on peut déplacer l'appareil de pesage le long de la voie ferrée, éventuellement par commande à distance. L'appareil peut même être muni de dispositifs permettant de le bloquer automatiquement ou manuellement, de sorte que des véhicules peuvent passer sans exer-30 cer d'influence sur l'appareil de pesage. L'appareil selon l'invention convient exceptionnellement bien à l'utilisation avec des postes automatiques de chargement ou de déchargement destinés à différents types de matière en vrac telles que du charbon, du minerai, des déchets, du bois, 35 des grains, etc., où le processus de chargement peut être commandé au moyen de signaux, de sorte que l'on tire automatiquement parti de la capacité des véhicules avec une distribution appropriée de la charge, les données de pesage pouvant servir de base à la facturation. L'économie que l'on peut réaliser de 71 33770 4 2107836 cette manière est notable, étant donné l'utilisation accrue des wagons et par suite la réduction de la main d'oeuvre et parce que le risque d'une surcharge et d'un chargement incorrect est éliminé et qu'ainsi, on évite de refaire le chargement, 5 chose longue et coûteuse. Il est possible de vérifier que les normes de sécurité concernant les wagons et la voie ne sont pas transgressées et on réduit ainsi le risque de déraillement par suite d'une distribution incorrecte de la charge. Comme exemple d'un tel poste automatique de chargement, on peut mention-10 ner un dépôt de minerai moderne dans lequel un tunnel traverse le dépôt et des ouvertures de chargement sont disposées dans le plafond du tunnel, le minerai est déversé dans les wagons d'un train- qui passe sous les ouvertures de chargement. Les ouvertures de chargement peuvent être en grand nombre et on 15 peut les utiliser alternativement. Pour obtenir l'utilisation maximale et le meilleur mouvement possible du train, il faut peser chaque wagon et contrôler le chargement de façon que tous les wagons soient chargés complètement et également. Avec la technique de pesage connue, il est nécessaire 20 de construire une fondation de bascule et une bascule pour chaque position possible de chargement, ce qui représente un très grand investissement et cause des difficultés d'organisation du travail quasi insurmontables lorsque le processus est continu. Par contre, avec l'appareil selon l'invention, il 25 ne faut pas plus d'appareils de pesage qu'on n'en utilise effectivement dans chaque cas et chaque système coûte environ trois fois moins qu'un système usuel. En outre, il est possible de remplacer tout le système en vue de l'entretien en quelques minutes de sorte que le processus de chargement n'est pas per-30 turbé. Avec un appareil selon l'invention, il est très simple d'automatiser, sans arrêts, même des systèmes existants, ce qui est entièrement impossible avec un système classique. Une autre application importante de l'invention consis-35 te à charger et à décharger de la matière en vrac de navires sur des wagons de chemin de fer ou vice versa. Etant donné que les navires ont des longueurs différentes et que la distance entre les écoutilles est variable et qu'ils sont disposés le long du quai dans l'ordre où ils arrivent, il faut qu'une bascule 71 33770 5 2107836 servant à peser les wagons de chemin de fer soit placée rapidement dans une position appropriée de pesage. Il est donc évident que l'invention peut remplacer la plupart des systèmes fixes connus avec un "bon effet technique et économique. 5 On décrira plus en détail des modes d'exécution de l'invention, choisis comme exemples, en se référant aux dessins annexés sur lesquels : - la figure 1a est une coupe d'un appareil de pesage selon l'invention, le châssis et la partie porteuse de véhicule 10 étant chacun représentés schématiquement en une seule pièce et les moyens de détection de charge étant des pesons du type à compression; - la figure 1b est une coupe longitudinale suivant la ligne A-A de la figure 1a; 15 - la figure 2 montre un détail d'une variante d'appa reil de pesage dans laquelle les pesons sont des transducteurs sensibles au cisaillement; - la figure 3 montre un détail d'une autre variante d'appareil de pesage dans laquelle les pesons sont des trans- 20 ducteurs sensibles aux efforts de flexion; - la figure 4a est une coupe longitudinale suivant la ligne B-B de la figure 7b montrant une forme un peu simplifiée de l'appareil selon l'invention; - la figure 4b est une coupe longitudinale suivant 25 la ligne C-C de la figure 7b; - les figures 5 et 6 montrent deux variantes d'appareil de pesage destinées à des roues de véhicule élargies; - la figure 7a est une coupe suivant la ligne A-A de la figure 7b montrant une autre forme d'appareil de pesage 30 selon l'invention;' - la figure 7b est un plan d'un appareil de pesage selon la figure 7a; - la figure 7c montre un détail de la figure 7a comportant un tourillon excentrique en position opposée; 35 - les figures 8 et 9 montrent deux variantes de dis positifs servant à mouvoir les appareils de pesage selon l'invention; - les figures 10a à 10c montrent des formes du rail et de la partie porteuse de véhicule, avec action de pesage à 71 33770 6 2107836 ■une hauteur constante des roues du véhicule. la figure 1 montre un appareil de pesage selon l'invention dans lequel la charge est transmise par l'intermédiaire ■ des boudins 1 de la roue du véhicule à un rail exposé à s'user 5 et amovible 2 reposant contre la partie porteuse de véhicule 3 de l'appareil de pesage, puis par les pesons 4 à un châssis support 5 qui repose sur un rail 9 adapté au profil du rail et porte contre la surface supérieure du patin 10 du rail. La figure 1b montre que le rail amovible 2 présente des portions 10 terminales obliques 6 et une portion centrale 7 plus haute, de sorte qu'une roue passant sur la bascule monte sur le rail 2 par son boudin 1 et que lorsqu'elle se trouve sur la section centrale, elle est entièrement dégagée du rail et supportée par la partie porteuse de véhicule 3. 15 Les pesons sont protégés contre les efforts latéraux par des tirants 8 qui sont rigides en direction horizontale, mais souples en direction verticale. Dans les cas où l'on utilise des pesons 4 qui par eux-mêmes peuvent résister aux forces latérales produites, par 20 exemple dçs transducteurs sensibles au cisaillement du type poutre sollicitée à la flexion, ces tirants sont évidemment superflus comme le montrent les figures 2, 3 et 7a à 7c. En introduisant un rail 9 entre le châssis et le rail principal comme le montrent les figures 1a et 1b, il est possi-25 ble d'installer le châssis 5 rapidement et sans démonter le rail ni quoi que ce soit. Le rail 9 est fixé au rail principal par des attaches 11 ; ce sont par exemple des pinces (voir aussi figures 10a à 10c et 4a) serrées sur la partie intérieure du patin du rail. Le blocage peut être évidemment encore effectué 30 de façon plus permanente par beaucoup d'autres moyens, par exemple grâce à des butées soudées au rail ou par des moyens montés dans la fondation du rail. Cela convient par exemple lorsqu'il existe un nombre limité de positions de pesage entre lesquelles il s'agit de déplacer la bascule. 35 La figure 2 montre comment le châssis 5 peut présen ter une structure telle que la charge du véhicule soit supportée par une surface voisine de la ligné médiane du patin- 10 du rail, de sorte que la charge est à peu près distribuée uniformément sur la fondation du rail et que les tensions dans le 71 33770 7 2107836 patin deviennent, sensiblement, aussi petites que possible. Cette même figure montre aussi comment le châssis 5 est guidé latéralement contre l'âme du rail. Ou bien le châssis 5 peut être supporté par la fondation 16 du rail, comme le montre la 5 figure 3, ou par un autre support situé entre les rails, de sorte que par exemple, il peut être guidé latéralement contre le bord intérieur du patin 10 du rail. Les figures 4a, 4b et 7a à 7c montrent différents modes d'exécution de la disposition peu rigide en torsion du châssis et de la partie porteuse de 10 véhicule selon l'invention, visant à absorber le mouvement des rails sans appliquer de tensions à l'appareil de pesage ni à ses pesons. Le châssis comprend deux poutres parallèles 5 qui sont disposées transversalement aux rails et munies, à chaque extrémité, de crochets 14 qui s'adaptent dans des cavités 15 15 (voir figure 4b) des rails 9 montés sur les rails principaux. Ces poutres peuvent être libres l'une par rapport à l'autre ou bien reliées par une ou plusieurs liaisons rigides, mais résistant peu à la torsion, ayant par exemple la forme de poutres en I. Selon le mode d'exécution représenté (figure 7b), les 20 poutres 5 sont reliées entre elles par une poutre en I 22. La partie porteuse de véhicule comprend aussi deux poutres parallèles 3 qui sont reliées avec possibilité de rotation par un axe horizontal 12 qui, biei entendu, peut être remplacé par une liaison fixe, mais de faible résistance à la torsion. 25 Les figures 7a et 7c montrent que l'axe 12 est muni de tourillons excentriques 13 et que les poutres porteuses de véhicule 3 sont munies de coussinets correspondants, de sorte que l'on peut abaisser l'appareil et bloquer la bascule quand l'appareil de pesage est au repos. La figure 7a montre l'appa-30 reil dans la position de pesage et la figure 7c, la position dans laquelle l'axe a tourné de 180°, de sorte que la partie porteuse de véhicule est forcée de tourner par l'action de l'excentrique et que la surface porteuse de charge est abaissée en une position située en dessous des boudins de roue. On peut 35 obtenir la rotation de l'axe, soit manuellement au moyen d'une manivelle 21, soit au moyen d'un moteur, de sorte que l'on peut la commander à distance de façon simple. Bien entendu, l'abaissement désiré peut aussi être obtenu au moyen de vérins, de cales amovibles, etc.. 71 33770 8 2107836 Les figures 5 et 6 montrent deux variantes dans lesquelles les roues des véhicules sont plus larges que le rail lui-même aux postes de pesage, de sorte que la partie porteuse de véhicule peut coopérer avec la partie de la roue qui se trouve 5 à l'extérieur du rail principal. Afin de réduire l'effet des forces d'accouplement entre les wagons du train, un ou plusieurs wagons situés immédiatement avant et après le wagon à peser peuvent être disposés au même niveau que le wagon à peser. Les figures 8 et 9 montrent 10 deux variantes de moyens permettant de déplacer l'appareil de pesage selon l'invention et dans lesquelles l'appareil est muni de roues escamotables 17 ou 18, disposées de manière à rouler soit sur lé sommet du rail entre différents postes de pesage, soit sur la surface supérieure du patin du rail. Dans ce der-15 nier cas, on obtient l'avantage de pouvoir déplacer l'appareil de pesage sous un train qui repose sur le rail principal. Les figures 10a à 10c montrent comment il est possible de pratiquer un évidement 20 dans le rail principal, de manière à modifier la largeur du rail principal au poste de pesage et en même temps 20 de former une dépression 19 dans le rail principal au poste de pesage, de- manière à obtenir de la place pour la partie porteuse de véhicule 3 à l'intérieur du profil normal des rails, la roue du véhicule étant supportée par sa périphérie normale de charge et non par le boudin» Un autre avantage de cette disposition 25 est que la surface porteuse de véhicule peut être disposée exactement dans le plan du rail, de sorte que les wagons se déplacent plus régulièrement sur la bascule, puisque les roues n'ont pas à soulever le wagon. Dans ce cas, le pesage est en outre entièrement indépendant de l'usure des roues du wagon, qui nor-30 malement cause des différences de hauteur du boudin d'un wagon à 1'autre. Toutes les figures montrent le pesage des deux côtés du wagon, mais bien entendu, il est possible de mesurer même sur un seul rail. Toutefois, on perd quelque peu sur la préci-35 sion parce qu'on ne connaît pas exactement la distribution de la charge dans la direction transversale des wagons. 71 33770 9 2107836 REVENDICATIONS 1. Appareil servant à peser des véhicules sur rails et comprenant un châssis, une partie porteuse de véhicule et des moyens de détection de charge, la partie porteuse de véhi- 5 cule étant portée par le châssis grâce aux moyens de détection de charge,'de sorte que la charge provenant d'au moins une roue du véhicule est transférée des rails à la partie porteuse de véhicule lorsque la roue se trouve au-dessus de l'appareil de pesage, appareil caractérisé en ce que le châssis comprend deux 10 poutres disposées avec espacement mutuel et transversalement aux rails, ces poutres étant libres relativement ou bien étant reliées entre elles par une ou plusieurs liaisons, à faible résistance à la torsion, disposées dans la direction longitudinale des rails et supportées par le patin ou par l'âme des rails, 15 ou encore par la fondation de ces rails, de sorte que le châssis peut s'adapter de façon flexible à des variations individuelles de position et/ou de hauteur des rails, la partie porteuse de véhicule comprenant deux poutres disposées parallèlement aux rails et tout près de ceux-ci, ces poutres étant re- 20 liées entre elles par une ou plusieurs liaisons à faible résistance à la torsion, disposées transversalement aux rails, de sorte que la partie porteuse de véhicule peut s'adapter de façon flexible à des variations de position et/ou de hauteur du châssis. 2. Appareil selon la revendication 1, caractérisé 25 en ce que les deux poutres du châssis reposent dans des supports qui sont supportés, soit par. le patin ou l'âme des rails, soit par la fondation des rails. 3. Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que les poutres du châssis sont directement supportées 30 par la fondation des rails. 4. Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que la partie porteuse de véhicule est munie de portions terminales obliques et d'une portion centrale plus haute destinée à coopérer avec au moins une roue du véhicule, de sorte 35 que la charge appliquée au rail par la roue du véhicule est transférée à la partie porteuse de véhicule lorsque la roue se trouve au-dessus de l'appareil de pesage. 5. Appareil selon la revendication 45 caractérisé en ce que la roue du véhicule est plus large que les rails, de 71 33770 2107836 manière à pouvoir coopérer avec la portion centrale de la partie porteuse de véhicule. 6. Appareil selon la revendication 4, caractérisé en ce que les rails sont plus étroits que la roue, de sorte que 5 la portion centrale de la partie porteuse de 'véhicule peut coopérer avec la partie de la roue qui s'étend à l'extérieur du rail. 7. Appareil selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'il peut être déplacé grâce 10 à des moyens de "blocage, de sorte que l'on évite le contact et la coopération avec les roues quand le véhicule se trouve au-dessus de l'appareil de pesage, ou "bien que les moyens de détection de charge sont soulagés « 8o Appareil selon la revendication 2, caractérisé 15 en ce que les supports sont adaptés au profil du rail et sont disposés de manière à guider latéralement le' châssis contre les rails et à transférer la force verticale de la charge du véhicule à une surface proche de l'axe médian du patin du rail. 9» Appareil selon la revendication 8, caractérisé 20 en ce que.les supports ont la forme d'un rail longitudinal reposant sur la surface supérieure du patin du rail et muni d'é-videments ou épaulements destinés à supporter les poutres transversales du châssis. 10. Appareil selon la revendication 1, caractérisé 25 en ce que des roues escamotables sont disposées sur le châssis pour permettre de transporter l'appareil de pesage en utilisant les rails ou bien des voies spéciales disposées entre ces rails. 11. Appareil selon la revendication 1 , caractérisé en ce que les parties de la partie porteuse de véhicule et du 30 châssis qui sont exposées.à l'usure sont disposées de façon amovible « 12. Appareil selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé aa'ce qu'il est maintenu en position dans la direction longitudinale des rails par des pinces qui 35 se serrent sur le patin des rails ou par des épaulements qui se soudent au patin ou à l'âme des rails, ou bien par des trous de montage disposés dans le patin ou l'âme des rails. 13. Appareil selon la revendication 1,. caractérisé en ce que les moyens de détection de charge sont des transducteurs sensibles au cisaillement, du type poutre sollicitée à la flexion.