Brevet FR2497780A1 — publié le 19820716

Véhicule distributeur de charge auto-propulsé. La présente invention concerne un véhicule de distribu- tion de charge dans un train de véhicules accouplés les uns aux autres et ouverts vers le haut, tels que le train décrit dans la demande de brevet français de même date et intitulé "Train de nettoyage de tunnel et son procédé d'utilisation". Un train de nettoyage ou de déblaiement de l'extrémité d'un tunnel de forme connue consiste en plusieurs wagons munis d'un système de rails continus fixés sur leurs bords supérieurs et destinés à la circulation, sur les wagons du train, d'un véhicule distributeur de charge. Le système de rails monté sur les wagons part d'une position basse o le véhicule distributeur est chargé de roches concassées pour ensuite monter sur une rampe et sur les rails du premier wagon du train. Le véhicule distributeur est tiré de sa position de chargement au niveau bas et le long du système de rails au moyen de cordes qui sont enroulées sur des tambours montés à une extrémité du train et déroulés à partir de ces tambours. La corde de retour au moins, qui est fixée au distributeur, est guidée sur des poulies fixées aux wagons du train. Les difficultés créées par le système d'entraînement par cordes proviennent des complications de guidage des cordes quand le train est en cours de chargement alors qu'il est sur une courbe et du fait que l'accouplement et le désaccouplement des wagons du train sont sérieusement compliqués par ces cordes. Une autre difficulté inhérente aux trains de ce type vient de ce que les véhicules distribu- teurs sont conçus pour se décharger par le fond, par l'inter- médiaire de portes actionnées hydrauliquement ou pneumatique- ment à partir d'une position éloignée du distributeur, rendant nécessaire l'utilisation de tuyaux qui suivent le distributeur tout le long de son système de rails. Les cordes et les tuyaux suspendus constituent une gêne impor- tante qui ralentit le fonctionnement du distributeur sur son système de rails et, de ce fait, allonge la durée de charge- ment du train. Un autre problème associé aux véhicules distributeurs connus est qu'ils circulent soit sur des roues classiques pour rails, soit sur des roues en forme de pou- lies autorisant un petit mouvement transversal du véhicule sur sa voie sans que le véhicule déraille et sans que les frottements dans les courbes diminuent la capacité de roule- ment du véhicule. Ce problème est compliqué par la nature de la voie suivie par le distributeur et consistant en sections de rails droites et télescopiques qui, lorsque le train est dans une courbe, en particulier les courbes prononcées des voies de mines, forment des angles prononcés aux joints des rails. La présente invention vise à fournir un véhicule distri- buteur de charge destiné à être utilisé avec des wagons de chargement ouverts à leur partie supérieure et appartenant à un train de véhicules, réduisant au minimum les problèmes mentionnés ci-dessus. Un véhicule distributeur de charge selon l'invention comprend un corps constituant un conteneur ouvert vers le haut et susceptible d'être déchargé par le fond, plusieurs roues et une source de puissance qui lui est incorporée et qui permet d'entraîner au moins l'une des roues. Le corps peut être rendu apte à sa décharge par le fond en ayant une ouverture sur son côté inférieur et une porte permettant d'ouvrir et de fermer l'ouverture. De préférence, la porte est ouverte et fermée par des moyens actionnés par la source de puissance incorporée au distributeur. Avantageusement, le distributeur comprend deux portes qui sont montées de façon pivotantes sur les parois terminales opposées du corps et qui sont susceptibles d'ouvrir et de fermer ensemble l'ouver- ture constituée sur le côté inférieur du corps. Les roues du distributeur peuvent être prévues pour tourner sur des axes sensiblement verticaux et les surfaces de roulement des roues être en forme de disques. De préféren- ce, les bandes de roulement ont une forme conique tournée vers l'extérieur et vers le haut (avec un angle typique de 15 à 20 ) et chaque roue comprend un bossage central dirigé vers le bas et à partir duquel la surface constituant la bande de roulement s'étend vers l'extérieur et vers le haut. Selon un autre aspect de l'invention, la source de puissance incorporée au distributeur est un accumulateur de fluide hydraulique sous pression qui peut fournir, par l'intermédiaire d'un circuit hydraulique approprié, du fluide sous pression permettant d'entraîner le distributeur. Un moteur électrique et une pompe à fluide hydraulique sont également montés sur le distributeur en vue de charger l'accumulateur en fluide sous pression quand le distributeur est dans sa position de chargement sur le train sur lequel il doit être utilisé. Toujours selon l'invention, le circuit hydraulique grâce auquel l'accumulateur sous pression peut entraîner le distri- buteur comprend au moins une vanne de commande pouvant être actionnée électriquement. La vanne peut être actionnée à distance par commande radio ou au moyen d'un système de commande par ordinateur. On décrira maintenant un mode de réalisation de l'inven- tion, à titre d'exemple non limitatif, en faisant référence aux dessins annexes, dans lesquels: la figure 1 est une vue latérale d'un véhicule distribu- teur de l'invention, la figure 2 est une vue en bout du distributeur de la figure 1, la figure 3 est une vue en élévation latérale et en coupe de l'une des roues du distributeur, la figure 4 est un diagramme schématique du circuit hydraulique du distributeur, et la figure 5 est un schéma par blocs d'une forme du dispositif de commande électronique du circuit d'entraînement hydraulique du distributeur. Le distributeur de l'invention représenté aux figures 1 et 2 des dessins comprend un corps 10 destiné à contenir le minerai et ouvert à sa partie supérieure, comportant une ouverture sur son côté inférieur, deux portes 12 et 14 montées de façon pivotante sur les parois terminales opposées du compartiment destiné à la charge et pouvant ouvrir et fermer l'ouverture sur le côté inférieur du corps, ainsi que quatre roues 16 de circulation sur rail. Les portes 12 et 14 sont ouvertes et fermées par des vérins hydrauliques 18 et 20 qui sont montés de façon pivo- tante sur des bras sur lesquels les portes 12 et 14 sont fixées, à l'extérieur du compartiment de chargement du distributeur. - Le corps 10 porte en outre des rails 15 sur ses bords supérieurs opposés, sur lesquels un chargeur-distributeur, tel que celui décrit dans la demande de brevet français associée mentionnée ci-dessus peut circuler sur le distribu- teur pour le charger. Des amortisseurs de secours 17 en caoutchouc sont disposés sur les bras des bords inférieurs du corps. Les bras des amortisseurs servent également, comme représenté à la figure 2, de dispositifs d'arrêt évitant un déraillement. Les roues 16 peuvent être entraînées en rotation autour d'axes sensiblement verticaux par des moteurs hydrauliques 22. Les roues 16, comme on le voit plus clairement à la figure 3, sont en forme de cuvette avec une surface de roulement conique 24 et un bossage central 26 auquel se raccorde la surface de roulement. Les axes de roues sont couplés directement aux arbres de sortie des moteurs 22, et ils peuvent tourner dans des paliers 28 qui sont montés dans des boîtiers 30 sur le corps du distributeur. Des écrans de protection contre la poussière 32 sont fixées aux roues 16 de manière à pratiquement entourer les boîtiers 30 et à protéger les roulements. Des modes de réalisation différents de la roue sont illustrés de chaque côté de la ligne centrale de la figure 3. Le mode de réalisation de la gauche du dessin comprend une surface de roulement en métal plein et celui de la droite comprend une pièce rapportée 31 consti- tuant la surface de roulement, pouvant être réalisée en un matériau différent de celui constituant le reste de la roue, ou encore en une matière plastique ou en caoutchouc dur approprié. Le but de la roue en forme de cuvette est d'améliorer l'efficacité du roulement des roues sur la voie du distribu- teur, et du fait des surfaces de roulement 24 sensiblement plus larges que celles des roues de véhicules similaires, d'autoriser un mouvement latéral considérablement plus important du distributeur dans les courbes de son système de rails que cela est possible avec des roues classiques. Le système hydraulique incorporé au distributeur est représenté à la figure 4, et il comprend un accumulateur de fluide hydraulique sous pression 34, comportant un récipient à grande capacité (25 litres) disposé au travers du corps du distributeur à l'avant du compartiment destiné à la charge, un moteur électrique 36, une pompe électrique 38 qui est couplée au moteur 36, un réservoir de stockage de fluide hydraulique 39 pressurisé à environ 4 bars, des vannes de commande proportionnelles et indépendantes de la charge 40 et 42, une vanne d'équilibre de pression désignée dans son ensemble par 44, un bloc de vanne d'arrêt 46, les moteurs 22, les vérins 18 et 20 et des conduites de liaison, comme illustré sur les dessins. Lors de l'utilisation, le distributeur étant en cours de chargement en minerai dans sa position de chargement sur son système de rails, les portes 12 et 14 du distributeur sont fermées et un connecteur électrique 48 à accouplement automa- tique prévu sur la paroi arrière du distributeur vient en prise avec une source de puissance électrique en vue de faire tourner le moteur 36. La pompe 38 pompe le fluide sous pression dans l'accumulateur 34 jusqu'à ce que l'on atteigne une pression d'environ 300 bars. Un interrupteur à commande par pression 50 qui détecte la pression dans l'accumulateur coupe alors l'alimentation électrique du moteur 36. Les vannes 40 et 42 sont, pendant cette étape, dans leur position neutre telle qu'illustrée sur la figure 1. Quand le distributeur est complètement chargé, un opéra- teur fait passer à distance la vanne 40 à sa position (a). Les moteurs 22 sont alors reliés par l'intermédiaire des vannes 44 et 40 à l'accumulateur et le distributeur accélère sur son système de rails. La vanne 44 règle la pression du fluide hydraulique envoyée aux moteurs sur une valeur légère- ment plus élevée (plus ou moins 6 bars) que celle qui est nécessaire pour entraîner les moteurs. On provoque la décélé- ration du distributeur jusqu'à sa position de décharge sur le train en ramenant la vanne 40 à sa position neutre. Les moteurs 22 agissent alors en tant que pompes, pompant le fluide hydraulique provenant du réservoir 39 par le bloc de vannes 46 en retour vers l'accumulateur 34 et utilisant ainsi partiellement l'énergie de freinage pour recharger l'accumulateur. Quand la contre-pression régnant dans le système a arrêté ou presque arrêté les moteurs, et de ce fait le distributeur, la vanne 42 est amenée à sa position (a) pour appliquer le fluide sous pression provenant de l'accumulateur 34 aux vérins 18 et 20 et ouvrir les portes 12 et 14 du distributeur. Quand les portes sont ouvertes, la vanne 42 revient à sa position neutre pour les maintenir à l'état ouvert. Quand la charge contenue dans le distributeur a été déchargée, la vanne 40 est à nouveau commutée en position (b) et les moteurs sont actionnés de nouveau par l'accumu- lateur, mais en direction opposée, pour ramener le distribu- teur à la position de chargement sur le système de rails. Les portes 18 et 20 restent ouvertes pendant le retour du distributeur vide. pour décélérer le distributeur et l'arrêter en position de chargement, on commute de nouveau la vanne 40 en position neutre et les moteurs aspirent alors du fluide du réservoir 34 par l'intermédiaire de la conduite 52 et l'envoient par la conduite 54 à l'accumulateur 34. La contre- pression appliquée aux moteurs par l'accumulateur décélère et arrête le distributeur dans sa position de chargement. La vanne 40 peut être maintenue à l'état légèrement ouvert pour permettre au distributeur d'avancer lentement vers sa posi- tion de chargement. La vanne 42 est alors commutée en posi- tion (b) de manière à actionner les vérins 18 et 20 qui referment à nouveau les portes du distributeur en vue du chargement. Comme précédemment, dans sa position de charge- ment le distributeur s'appuie sur une butée et le connecteur 48 est à nouveau connecté à la source de puissance de manière à entraîner le moteur 36 pour qu'il charge l'accumulateur. Pour éviter une course excessive des moteurs 22, et de ce fait du distributeur, on peut monter une vanne 56 du type fréquemment dénommée "over-center" sur les conduites allant de la vanne 40 aux moteurs. Dans le cas o il y a baisse de pression dans la conduite d'alimentation allant aux moteurs, la vanne 56 étrangle automatiquement la conduite de retour. Une conduite pilote 58 relie les vannes 40 et 42 et la vanne d'équilibre de pression 44. Le but de la conduite pilote est de régler la pression amont des vannes 40 et 42 par l'intermédiaire de la vanne 44 de manière qu'il y ait toujours une baisse de pression constante entre les vannes et que le couple maximum des moteurs hydrauliques soit limité pendant le retour du distributeur 8 vers sa position de chargement. De plus, la pression régnant dans la conduite pilote sur le côté (b) de la vanne 40 est réduite à une pression basse au moyen d'une vanne de sûreté 64 pour éviter le patinage des roues du distributeur vide, même quand il est soumis à une pression maximale de l'accumulateur. Les vannes 40 et 42 peuvent être des électro vannes actionnées par commande radio par un opérateur- situé à distance du distributeur. En variante, le fonctionnement du distributeur peut être automatique et commandé par un ordina- teur situé sur le distributeur. Un tel système est illustré schématiquement à la figure 5. Le système consiste en un émetteur et un récepteur 60 à ultra-sons, un compteur volumé- trique de fluide hydraulique 62, une unité de calcul 64 pour analyser l'information provenant de l'émetteur-récepteur 60 et du compteur 62 et pour actionner les vannes 40 et 42 en fonction des résultats du calcul. Le compteur volumétrique peut fournir des informations sur la distance et la vitesse et l'émetteur-récepteur à ultra-sons des informations sur la position du distributeur sur son système de rails et l'état de la charge dans les wagons qui sont chargés par le distri- buteur, de même qu'une information comparative et correctrice destinée au compteur volumétrique. L'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation qui ont été décrits ci-dessus. Par exemple, on pourrait éliminer le moteur 36 et sa en entraînant l'une des roues alors que le distributeur est en cours de chargement et en faisant en sorte que son moteur fonctionne en tant que pompe pour charger l'accumulateur à partir du réservoir 39. Le circuit hydraulique de la figure 4 pourrait être remplacé par celui décrit dans la demande de brevet français sus- mentionnée, ou par tout autre système d'entraînement incorpo- ré et convenant à cet effet. De plus, le corps 10 du distri- buteur peut avoir toute forme appropriée de déchargement par le fond. REVENDICATIONS 1. Véhicule distributeur de charge destiné à charger des wagons de chargement ouverts à leur partie supérieure et appartenant à un train de véhicules, caractérisé en ce qu'il comprend un corps constituant conteneur (10) ouvert vers le haut et susceptible d'être déchargé par le fond, plusieurs roues (16) et une source de puissance incorporée (34) qui permet d'entraîner au moins une des roues. 2. Véhicule suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le corps est rendu apte au déchargement par le fond grâce à une ouverture ménagée côté bas et une porte (12, 14) permettant d'ouvrir et de fermer l'ouverture. 3. Véhicule suivant la revendication 2, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens (18, 20) actionnables par la source de puissance incorporée au distributeur (34)eet permettant d'ouvrir et de fermer la porte (12, 14). 4. Véhicule suivant la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce qu'il comprend deux battants de porte (12, 14) montés de façon pivotante sur les parois termi- nales opposées du corps (10) et coopérant pour ouvrir et fermer l'ouverture ménagée côté bas du corps. 5. Véhicule suivant l'une quelconque des revendi- cations précédentes, caractérisé en ce que les roues (16) tournent autour d'axes approximativement verticaux. 6. Véhicule suivant la revendication 5, caractérisé *en ce que les surfaces (24) de roulement des roues sont en forme de disques. 7. Véhicule suivant la revendication 5, caractérisé en ce que les surfaces de roulement (24) ont une forme conique vers l'extérieur et vers le haut, l'angle de la surface de roulement avec le plan perpendiculaire à l'axe étant typiquement de 15 à 250. 8. Véhicule suivant l'une quelconque des revendi- cations 6 ou 7, caractérisé en ce que les surfaces de rou- lement (24) sont constituées par des pièces rapportées en un matériau autre que celui qui constitue le reste de la roue. 9. Véhicule suivant la revendication 6, 7 ou 8, caractérisé en ce que chaque roue (16) comprend un bossage central (26) dirigé vers le bas et à partir duquel la surface de roulement (24) s'étend vers l'extérieur et vers le haut. 10. Véhicule suivant l'une quelconque des revendica- tions précédentes, caractérisé en ce que la source de puissance incorporée au distributeur est un accumulateur de fluide hydraulique sous pression (34) qui peut fournir, par l'intermédiaire d'un circuit hydraulique approprié, du fluide sous pression permettant d'entraîner le distribu- teur. 11. Véhicule suivant la revendication 10, caractérisé en ce qu'il comprend un moteur (36) et une pompe à fluide hydraulique (38) permettant de charger l'accumulateur (38) en fluide sous pression, le moteur étant avantageusement un moteur électrique alimenté par un connecteur (48) placé sur le véhicule distributeur et conçu pour se coupler automatiquement à une source d'électricité lorsque le véhicule distributeur est en position de chargement sur le train avec lequel il est utilisé. 12. Véhicule suivant la revendication 10 ou 11, caractérisé en ce que le circuit hydraulique comprend au moins une vanne de commande (40, 42) commandée électrique- ment, par exemple actionnée par télécommande radio ou actionnée à partir de moyens de calcul autorisant un fonc- tionnement automatique.