Brevet FR2610584A1 — publié le 19880812

Dispositif hydraulique de commande d'ouverture et de fermeture de trappes. de trémies. notamment pour wagons de chemin de fer La présente invention a pour objet un dispositif hydraulique de commande d'ouverture et de fermeture de trappes de trémies, ce dispositif étant plus particulièrement destinés aux wagons-trémies pour le transport en vrac de matériaux pulvérulents tels par exemple que des céréales, des engrais, du charbon ou autres minerais. I1 est connu de bloquer en position fermée des trappes de wagons-trémies au moyen d'un verrou ou loquet qui est libéré mécaniquement par une rampe fixe disposée le long de la voie ferrée de sorte que le poids de la matière force les trappes à s'ouvrir à l'encontre d'un accumulateur d'énergie, par exemple un ressort, jusqu'à ce qu'elles atteignent une position de pleine ouverture, dans laquelle elles sont immobilisées par un deuxième système de verrouillage. Après que le wagon se soit vidé, une deuxième rampe ou analogue actionne ce deuxième verrou pour le libérer et les trappes sont ramenées en position fermée sous l'action dudit accumulateur d'énergie, qui restitue l'énergie précédemment accumulée. Cette disposition largement employée pour les wagons en usage dans la plupart des pays européens ne peut pas hêtre utilisée dans les pays qui emploient des systèmes de fermeture auto-bloquants, c'est-à-dire dans lesquels les mécanismes de fermeture des trappes doivent passer, en force, au-dela d'un seuil d'équilibre aussi bien pour la fermeture que pour l'ouverture. Il faut , dans ce cas, disposer sur chaque wagon, une réserve d'énergie qui doit etre constamment renouvelée. Ainsi sur les wagons de ce type, on dispose un réservoir d'air comprimé, destiné à actionner un vérin pneumatique double-effet pour commander d'abord l'ouverture et ensuite la fermeture des trappes. Ces réservoirs d'air comprimés sont reliés par des connexions allant de wagon en wagon jusqu'a un compresseur d'air situé sur la locomotive.Cette disposition est donc extremement onéreuse et d'un emploi délicat puisqu'il faut un réservoir et une canalisation d'alimentation sur chaque wagon, plus des systèmes de connexions desdites canalisations les unes aux autres, les wagons devant, de surcroit être toujours attelés dans le méme sens puisque les canalisations doivent comporter des clapets anti-retour pour que les réservoirs ne se vident pas lorsque les wagons sont dételés. A cela s'ajoutent les inconvénients inhérents aux systèmes pneumatiques en particulier les problèmes dus à la condensation et au gel dans les régions très froides. La présente invention a pour objet de supprimer tous ces inconvénients. Elle concerne un dispositif hydraulique de commande constitué par un ensemble monobloc muni d'une tige actionnant dans un sens et dans l'autre une tringlerie de fermeture et d'ouverture de trappes de trémie, caractérisé par le fait que ledit ensemble monobloc comporte deux cavités cylindriques de sections différentes, ces deux cavités étant traversées par une tige de piston unique ladite tige étant attelée d'une part a un premier piston, se déplaçant dans la chambre cylindrique de plus petite section, de façon à constituer un vérin hydraulique à double effet et d'autre part a un deuxième piston se déplaçant dans la chambre cylindrique de plus grande section, de façon à constituer une pompe hydraulique, cet ensemble étant relié à deux accumulateurs hydrauliques un à basse pression et l'autre å haute pression et étant commandé par un distributeur actionné par une force extérieure. A titre d'exemple non limitatif, et pour faciliter la compréhension de l'invention, on a représenté aux dessins annexés Figure 1 une première vue schématique en coupe illustrant le dispositif en position trappes fermées, wagon charge Figure 2 une deuxième vue illustrant le même dispositif en phase de franchissement du seuil d'équilibre lors de l'opération d'ouverture Figure 3 une troisième vue illustrant le même dispositif pendant la pleine ouverture des trappes. En se reportant à ces trois figures, on voit que l'ensemble hydraulique 1, selon l'invention est attelé à une tringle 2 qui agit sur une pluralité de leviers 3 eux-memes attelés à des bielles 4 commandant des trappes 5. On voit que chaque levier 3 doit, aussi bien pour l'ouverture que la fermeture passer, en force, au delta d'un seuil d'équilibre ou "point mort". La tringle 2 est attelée à une tige de piston 1 qui coulisse dans une pièce 11 à l'intérieur de laquelle sont ménagés deux alésages cylindriques 12 et 13, l'alésage 12 ayant un diamètre inférieur à celui de l'alésage 13. La tige de piston 1 est solidaire d'un piston 14 qui se déplace dans l'alésage 12 et qui définit, dans cet alésage, deux chambres 12a et 12b. A l'intérieur de l'alésage 13 est disposée une nervure circulaire 15 qui définit deux chambres 13a et 13b. Dans la chambre 13b est disposé un piston libre 16 qui est traversé par la tige de piston 1. Ladite tige de piston comporte deux butées circulaires 17 et 18 entre lesquelles peut se déplacer le piston libre 16. La chambre 13b de l'alésage 13 est reliée par deux canalisations 19 et 2 à deux accumulateurs hydrauliques 21 et 22, l'accumulateur 21 étant à haute pression et l'accumulateur 22 étant à basse pression. Les canalisations 19 et 2 débouchent dans l'extrémité de la chambre 13b qui est située à l'opposé de la butée circulaire 15 et elles comportent chacune un clapet anti-retour. Le clapet anti-retour 19a de la canalisation 19 ne permet la circulation du liquide que de la chambre 13b vers l'accumulateur à haute pression 21 ; tandis que le clapet anti-retour 2a de la canalisation 2 ne permet la circulation du liquide que de l'accumulateur à basse pression 22 vers la chambre 13b. L'accumulateur haute pression 21 est relié à un distributeur-inverseur 23 par une canalisation 24 qui rejoint la canalisation 19 entre ledit accumulateur 21 et le clapet anti-retour 19a tandis que l'accumulateur basse pression 22 est relié au distributeur 23 par une canalisation 25 qui rejoint la canalisation 2 entre ledit accumulateur 22 et le clapet anti-retour 2a. Le distributeur 23 est d'autre part relie à la chambre 12a par la canalisation 26 et à la chambre 12b par la canalisation 27. Le distributeur est actionné par un poussoir 28 à l'encontre d'un ressort 29. Le fonctionnement du dispositif précédemment décrit est le suivant. Lorsque le wagon est chargé et les trappes 5 fermées, les pièces sont dans la position représentée à la figure 1. Dans cette position, la haute pression régnant dans l'accumulateur 21 ferme le clapet antiretour 19 et ne peut pas communiquer avec la chambre 13b ; par contre elle aboutit à la chambre 12b par la canalisation 24, à travers le distributeur 23 et par la canalisation 27. Le vérin hydraulique constitué par le piston 14 et l'alésage 12 exerce une traction (vers la gauche sur la figure 1) sur la tige de piston 1 qui, elle-meme, exerce une traction sur la tringle 2 qui maintient en position fermée les trappes 5. La butée annulaire 18 de la tige de piston 1 maintient le piston libre 16 en appui contre la butée fixe 15 de l'alésage 13. L'ouverture des trappes 5 du wagon est commandée automatiquement par une rampe fixe ou autre obstacle analogue, qui n'est pas représenté parce qu'il s' agit d'un dispositif connu qui vient pousser sur le poussoir 28 lorsque le wagon avance. Le distributeur 23 est alors dans la position représentée à la figure 2. Dans cette nouvelle position, la canalisation 24 communique avec la canalisation 26, tandis que la canalisation 27 communique avec la canalisation 25. I1 en résulte que la haute pression régnant dans l'accumulateur 21 arrive dans la chambre 12a par les canalisations 24 et 26 : le vérin hydraulique constitué par le piston 14 et l'alésage 12 exerce une poussée sur la tige 1 et le liquide hydraulique se trouvant dans la chambre 12b reflue jusqu'à l'accumulateur basse pression par les canalisations 27 et 25.La tige 1 pousse la tringle 2 et cette poussée permet aux leviers 3 de passer au-delà du seuil d'équilibre ou "point mort". La chambre 13b est toujours en basse pression mais le piston 16 n'a pas bougé, la tige 1 ayant coulissé à travers ledit piston 16. Lorsque les leviers 3 ont passé le seuil d'équilibre, les portes 5 s'ouvrent sous la très forte poussée due au poids considérable de la matière qui se trouve dans la trémie du wagon. A partir de ce moment la, c'est la tringle 2 qui exerce une traction sur la tige le. La butée 17 vient alors contre le piston 16 qui est entraîné et met en pression le liquide hydraulique se trouvant dans la chambre 13b. En d'autres termes, sous l'effet de la traction rapide et puissante exercée par la tringle 2 sur la tige 1, le piston 16 joue le rôle d'une pompe hydraulique à piston unique, l'accumulateur basse-pression 22 jouant le role d'un réservoir hydraulique étanche, légèrement pressurisé.Le liquide hydraulique mis en haute pression par le piston 16 soulève le clapet anti-retour 19a et va à la fois dans la chambre 12a du vérin 14 et dans l'accumulateur hydraulique à haute-pression 21 qui est ainsi rechargé. Lorsque le wagon est vide, la tringle 2 est maintenue en position par la tige 1 sous l'action du piston 14 tant que le poussoir 28 est maintenu en position enfoncée. Lorsque le poussoir 28 est libéré, le ressort 29 le ramène à sa position d'origine De préférence, un clapet de surpression 3 relie la chambre 13b à l'accumulateur 22 lorsque la pression dans la chambre 13b provoquée par le mouvement d'ouverture des trappes 5 dépasse une valeur maximum prédéterminée. De préférence également, la chambre 13a est mise d l'air libre par un évent 31. De préférence, le Jeu du piston 16 entre les deux butées 17 et 18 est au moins égal et éventuellement légèrement supérieur au déplacement que doit effectuer la tige 1 pour que les leviers 3 franchissent leur seuil d'équilibre. Revendications 1. Dispositif hydraulique de commande destiné à actionner une tringlerie (2) d'ouverture ou de fermeture de trappes (5) de trémie, cette tringlerie devant passer au-dela d'un seuil d'équilibre, caractérisé par le fait qu'il est constitué par un ensemble monobloc (11) qui comporte une tige de piston attelée attelée à ladite tringlerie (2) cette tige de piston traversant deux alésages cylindriques dont l'un remplit la fonction d'un vérin à double effet et l'autre remplit la fonction d'une pompe hydraulique le piston (14) du vérin à double effet étant solidaire de la tige de piston (1 > , tandis que le piston (16) de la pompe étant monté à coulissement sur ladite tige cîe > entre deux butées (17, 18) ménagées sur ladite tige de piston . 2. Dispositif selon la revendication 1, dans lequel ledit corps (il) comporte deux alésages (12, 13) de diamètres différents qui sont traversés par la tige de piston (1), le premier alésage (12) servant de logement au piston (14) du vérin double-effet et le deuxième alésage (13) servant de logement au piston (16) de la pompe, le premier alésage ayant un diamètre inférieur a celui du deuxième et les deux alésages étant reliés l'un et l'autre à la fois à un accumulateur à haute pression (21 > et à un accumulateur à basse pression (22 > . 3. Dispositif selon la revendication 2, dans lequel la partie faisant fonction de vérin à double effet est reliée aux accumulateurs haute pression (21) et basse pression (22) par des canalisations (24, 25, 26, 27 > traversant un distributeur-inverseur (23) commandé par un poussoir tandis que la partie faisant fonction de pompe est reliée auxdits accumulateurs (21, 22) par des clapets anti-retour (19a, 2a). 4. Dispositif selon la revendication 3, dans lequel le jeu du piston coulissant (16 > entre les deux butées (17, 18) est au moins égal et éventuellement légèrement supérieur au déplacement que doit effectuer la tige de piston (10) pour que les leviers (3 > de commande des trappes franchissent leur seuil d'équilibre.