Brevet FR2600299A1 — publié le 19871224

- 1 Dispositif d'ouverture-fermeture et de verrouillage de trappes de trémies de wagons La présente invention a pour objet un dispositif de verrouillage de trappes de déchargement de tr-mies, notamment de trémies de wagons de chemin de fer. Les trémies destinées à contenir des produits 5 pulvérulents en vrac tels que minerais, coke, charbon, céréales etc. sont en général munies le long de leur plan longitudinal médian de deux plans inclinés symétriques dirigés vers l'extérieur; qui forment ce que l'on appelle un "dos d'âne", ces plans inclines 10 débouchant dans des orifices qui sont fermés par des panneaux que l'on appelle des trappes. Ces trappes peuvent être coulissantes ou articulées de façon & pouvoir s'ouvrir pour laisser s'écouler le produit hors du wagon par les deux côtés du dos d'âne. Il est connu 15 d'articuler ces trappes sur un axe horizontal parallèle à l'axe longitudinal du wagon de façon qu'elles s'ouvrent et se ferment par un mouvement pendulaire en étant commandées par toute tringlerie appropriée. Il est également connu d'actionner de telles tringleries 20 de façon automatique de façon que les trappes s'ouvrent automatiquement lorsque le wagon passe au-dessus d'une fosse de réception et se referment, également automatiquement, lorsque le wagon, vide, sort de la zone de déchargement. La présente invention est relative à un mécanisme permettant l'ouverture et la fermeture de ce genre de trappes, la position fermée étant autostable par passage de la tringlerie au-delà d'un point mort. La présente invention concerne un dispositif de 30 commande de fermeture de trappes de déchargement, de wagons-trémies articulées autour d'un axe horizontal parallèle à l'axe longitudinal du wagon, chaque trappe étant commandée par des tringles, caracterisé par le fait que chaque tringle est attelée à son extrémité a 35 un levier incurvé, en col de cygne, muni à son autre extrémité d'un organe de préhension,un galet par exemple, ledit organe- de préhension coopérant avec un levier de commande rotatif de telle sorte que ledit levier de commande, lorsqu'il est mis en rotation exerce sur la tringle une traction, provoquant la 5 fermeture de la porte, le mouvement de rotation dudit levier rotatif se poursuivant Jusqu'à amener le moyen de préhension audelà d'une ligne Joignant le point d'articulation de la tringle sur la trappe au centre de rotation du levier de façon que la position de ladite 10 tringle soit autostable. Le dispositif selon l'invention comporte de préférence les dispositions suivantes: - le levier rotatif comporte une encoche dans laquelle s'engage un galet disposé à l'extrémité du is levier incurvé, permettant le libre débattement de la porte en fonction de la poussée qu'elle reçoit, - le chassis du wagon sert de support à une rainure dans laquelle vient s'engager le galet lorsque la porte est entièrement ouverte; cette rainure étant 20 disposée de façon à ramener le galet dans l'encoche du levier rotatif lorsque le wagon étant vide la trappe pend librement en position verticale, - le levier rotatif est commandé hydrauliquement, - le levier rotatif comporte deux bras symétriques pour commander simultanément deux portes situées symétriquement de chaque côté du dos d'âne, - chaque porte est munie à sa base d'un mécanisme de verrouillage auxiliaire en position 30 fermée. A titre d'exemple non limitatif et pour faciliter la compréhension de l'invention: Figure 1, une vue schématique en élévation latérale d'un wagon trémie comportant huit trappes de 35 déchargement et une seule commande; - Figure 2, une vue schématique en plan d'un wagon selon la figure i comprenant deux mécanismes d'ouverture et fermeture de trappes, chaque mécanisme ouvrant quatre trappes. Figure 3, une vue schématique en plan d'un wagon selon la figure 1 comprenant quatre mécanismes selon l'invention, chaque mécanisme ouvrant deux trappes. Figure 4, une vue schématique en coupe transversale d'un wagon selon les figures 1 à 3 illue-rant un mécanisme double commandant deux trappes symétriques, celles-ci étant représentées en position fermée et étant verrouillées. Figure 5, une vue correspondant à la figure 4 10 dans laquelle le dispositif auxiliaire de verrouillage est représenté en position déverrouillée. Figure 6, une vue correspondant aux figures 4 et dans laquelle les trappes sont en position d'ouverture maximum pour l'écoulement de la matière se 15 trouvant dans le wagon. Figure 7, une vue schématique, correspondant aux figures 4 à 6, dans laquelle les trappes pendent librement en position sensiblement verticale après vidage de la trémie. Figure 8, une vue schématique représentant le circuit hydraulique de commande du dispositif. Figure 9, une vue de détail d'une première variante du circuit de la figure 8, avec gros débit de la pompe. Figure 10, une vue de détail d'une deuxième variante du circuit de la figure 8, avec débit réduit de la pompe. La figure 1 représente un wagon-trémie à déchargement bi-latéral de type connu comportant une 30 trémie 1 munie à la base de ses deux côtés latéraux de trappes 2; le wagon circulant au moyen de roues 3 sur une vole ferrée 4. En se reportant aux figures 2 et 3, on voit que ce wagon comporte le long de son axe longitudinal 35 médian un dos d'&ne 5, constitué de deux plans inclinés symétriques 5a, 5b qui guident la matière, contenue dans la trémie 1, aux portes 2 qui sont au nombre de huit, dans l'exemple représenté; elles peuvent être de quatre. Dans l'exemple représenté à la figure 2, le wagon comporte deux paires de tringles 6, 7, chaque paire, située à une extrémité du wagon, ouvrant simultanément quatre trappes 2 (deux de chaque côte). Dans l'exemple représenté à la figure 3, le wagon comporte quatre paires de tringles 6, 7, 8, 9, deux paires 6, 7 étant situées aux extrémités du wagon et deux paires 8, 9 au centre, chaque paire ouvrant simultanément deux trappes 2 opposées (un de chaque 10 côté). Le mécanisme de fermeture des trappes 2 est représenté aux figures 4 à 7 o il est désigné par la référence générale 10. En se reportant à ces figures, on voit que 15 chacune des trappes 2 est commandée par une tringle 6 (la trappe 2a par la tringle 6a et la trappe 2b par la tringle 6b) chaque trappe 2 étant montée à pivotement libre sur un axe 11 (11a, 11b) horizontal et parallèle à l'axe longitudinal du wagon. La tringle 6a, reliée à pivotement à la trappe 2a, est munie, à son autre extrémité, d'une pièce incurvée 12a, en forme de col de cygne à l'extrémité de laquelle est disposé un galet 13a. A la figure 4, ce galet 13a est logé dans une encoche 14a disposée à 25 l'extrémité d'un levier rotatif 15a par un arbre 16 dont il est solidaire. La pièce incurvée 12a contourne ledit arbre 16 en passant au-dessus. De façon analogue, la tringle 6b, reliée à pivotement à la trappe 2b, est munie d'une pièce 30 incurvée 12b comportant un galet 13b, logé dans une encoche 14b, disposée à l'extrémité d'un levier rotatif 15b porté par ledit arbre 16 dont il est solidaire. La pièce incurvée 12b contourne l'arbre 16 en passant par dessous. L'arbre 16 est solidaire d'une manivelle 17 articulée par un axe 18 à l'extrémité de la tige 19 d'un vérin hydraulique 20. Le châssis du wagon porte deux pièces 21a et 21b qui sont fixes; la pièce 21a comportant une rainure 22a et la pièce 21b une rainure 22b. Dans l'exemple représenté la pièce 21a, situee au-dessus de l'ensemble forme par l'arbre 16 et les deux leviers 15 (15a et 15b) est fixée en dessous du plan incliné 5a du dos 5 d'âne 5, tandis que la pièce 21b, située au dessous dudit ensemble 16-15, est portée par le châssis même du wagon (mais cette disposition n'est nullement limitative). Les rainures 22 (22a et 22b) sont ouvertes à une 10 de leurs extrémités et ont une configuation telle que leur ouverture intercepte le trajet des galets 13 (13a et 13b>. Chaque trappe 2 (2a, 2b) comporte à sa base un loquet 23 (23a, 23b) monté librement à pivotement sur 15 un axe 24 (24a, 24b). A la base de l'ouverture fermée par chaque trappe 2 est disposé un axe 25 (25a, 25b) porté par la structure du wagon. Sur cet axe 25 est monte à pivotement un levier 26 (26a, 26b) portant un poussoir 27 (27a, 27b), chaque levier 26 étant attelé à 20 une tringle 28 (28a, 28b). Les deux tringles 28 (28a, 28b) sont articulées à un levier 29 basculant autour d'un axe fixe 30, chacune à une extrémité dudit levier. Ce levier basculant 29 est attelé à la tige 31 d'un vérin hydraulique 32. Lorsque le wagon est rempli de matière, les pièces sont dans la position représentée à la figure 4, les crochets des loquets 23 étant en prise sur une règlette 33 (33a, 33b) solidaire du wagon. Lorque l'on veut vider le wagon, on procède 30 d'abord au déverrouillage des trappes 2. Pour cela (figure 5) au moyen du vérin 32, on fait basculer le levier basculant 29 qui repousse simultanément les deux tringles 28, ce qui fait pivoter les leviers 26 autour des axes 25, ce qui a pour résultat que les poussoirs 35 27 repoussent les extrémités des loquets 23 et les dégagent des règlettes 33:les trappes 2 sont alors déverrouillées mais elles ne peuvent pas s'ouvrir. En effet, sous l'effet du poids de la matière contenue dans la trémie 1, chaque trappe 2 exerce une traction sur sa bielle 6; cette traction agit par l'effet du galet 13 sur le levier correspondant 15 et a tendance à le faire tourner dans le sens indiqué par la flèche "'". Mais toute rotation des leviers 15 dans le sens "f" est impossible, la manivelle 17 étant bloquée du fait que la tige 19 du vérin 20 est en fond de course. Les trappes 2 sont donc en position fermée autostable du fait que la position du galet 13a est au-dessous de la ligne Joignant d'une part le point d'attelage de la 10 bielle 6a à la trappe 2 et d'autre part l'axe géométrique de l'arbre 16; tandis que le galet 13b est au-dessus de la ligne correspondante du système de la trappe 2b. Pour ouvrir l'une et l'autre trappe, il faut faire tourner l'arbre 16 au moyen du vérin 20 et de la manivelle 17 pour que les deux galets 13 passent audelà des deux positions de point mort définies par les deux lignes géométriques mentionnées ci-dessus. Dès que ces deux points sont passés, le poids de la matière 20 contenu dans la trémie 1 pousse sur les trappes 2 pour les ouvrir et celles-ci prennent la positiond'ouverture maximum représentée à la figure 6. Dans cette position, la tige 19 du vérin 20 est en position complètement sortie; les leviers 15 ont pivoté dans le 25 sens inverse de la flèche "f", d'environ 110 , jusqu'a ce que les encoches 14 se trouvent en face des ouvertures des rainures 22 et les galets 13 ont quitté lesdites encoches pour aller dans lesdites rainures 22 et cela Jusqu'à buter au fond de ces rainures, limitant 30 ainsi le mouvement d'ouverture des trappes 2. Lorsque la trémie 1 est vide, les trappes 2 ne subissent plus la poussée de la matière et viennent alors pendre en position pratiquement verticale au dessous de leurs axes 11, comme cela est représenté à 35 la figure 7. Les dimensions respectives des bielles 6, des pièces 12 et des rainures 22, ainsi que le tracé desdites rainures 22 (qui comporte un léger coude) sont déterminés de façon que les galets 13 sont ramenés dans les encoches 14 des leviers tournants 15. Il suffit alors d'actionner le vérin 20 en sens inverse pour que sa tige 19 fasse pivoter l'arbre dans le sens de la flèche "f", ce qui ramene les pièces dans la position fermée, autostable, de la figure 4. En actionnant le vérin 32 en sens inverse également, sa tige 31 fait basculer le levier 29, qui entraîne les leviers 26, qui effacent les poussoirs 27, ce qui permet aux loquets 23 de revenir en prise sur les règlettes 33. Dans l'exemple de réalisation décrit ci-dessus en relation avec les figures 4 & 7, il y a un dispositif de fermeture autostable des trappes 2 au moyen des pièces incurvées 12 et des leviers 15, ce dispositif étant actionné par le vérin 20 et un 15 dispositif indépendant et complètementaire de verrouillage, actionne par le vérin 32. Mais il est bien évident que le premier dispositif étant autostable le second n'est pas indispensable et n'est prevu qu'à titre auxiliaire, pour constituer une sécurité 20 supplémentaire. L'invention n'est donc pas limitée à la présence simultanée des deux dispositifs, mais concerne, à titre principal, le premier. Les vérins 20 et 32 peuvent également être de tout type approprié: mécaniques, électriques, 25 pneumatiques ou hydrauliques. Ce n'est qu'à titre d'exemple que dans la description qui précède, il est indiqué que ce sont des vérins hydrauliques. Ces vérins hydrauliques peuvent être alimentes par tous moyens connus, mais sont de préférence 30 alimentés par un circuit hydraulique particulier illustré aux figures 8 à 10. En se reportant à ces figures, on voit que l'une, au moins, des roues 3 du wagon entraîne une pompe hydraulique 43 qui peut, avantageusement être conforme à la pompe hydraulique décrite dans la demande de brevet français 86.00480 déposée le 15 Janvier 1986, ladite pompe s'utilisant sur tous les types d'essieux et n'entraînant pas d'essieux spéciaux. 8 -2600299 Le débit, fourni par cette pompe 43, traverse un dispositif régulateur- de pression 34 et, par une conduite 35, branchée sur un accumulateur 36 alimente deux distributeurs 37 et 38, l'un (37> alimentant le vérin 20 et l'autre (38> alimentant le vérin 32. Les deux vérins 20 et 32 sont des vérins à simple effet comportant un accumulateur 39. Les deux distributeurs 37 et 38 sont reliés par une canalisation 40 à un réservoir 41 relié lui-même par une canalisation 42 à 10 la pompe 43. Lorsque le wagon roule sur la voie 4, la pompe 43 débite dans l'accumulateur 36 à travers le régulateur de pression 34. Pour décharger le wagon, on agit d'abord sur le 15 distributeur 38 qui alimente le vérin 32 qui fait basculer le levier basculant 29; puis on agit sur le distributeur 37 qui alimente le vérin 20 qui fait pivoter l'axe 16. Lorsque le wagon est vide, les trappes 2 étant dans la position illustrée à la figure 20 7, on agit sur le distributeur 37 pour le ramener à sa position d'origine (figure 8). Le liquide hydraulique se trouvant dans le vérin 20 est alors refoulé par l'accumulateur 39 et retourne au réservoir 41 par la canalisation 40; les trappes 2 sont alors refermées. 25 Ensuite, on agit sur le distributeur 38 pour le-ramener à sa position d'origine (figure 8>. Le liquide hydraulique se trouvant dans le vérin 32 est alors refoulé par l'accumulateur 39 dudit vérin et retourne au réservoir 41 par la canalisation 40; les trappes 2 30 sont alors verrouillées par les loquets 23. Certains wagons sont destinés à ne rouler que sur les voies ferrées privées du domaine d'une entreprise (acierie, usine ou centrale thermoélectrique>, tandis que d'autres sont destinés à 35 voyager sur le réseau public et donc sur de grandes distances. Dans le premier cas, le régulateur de pression 34 (figure 9) comporte simplement un clapet antiretour et un clapet de surpression: lorsque la pression maximum est atteinte, le clapet de surpression 44 s'ouvre et renvoie au réservoir 41, par la canalisation 40, le liquide débité par la pompe 43. Les parcours effectués par le wagon étant relativement courts, le liquide hydraulique n'a pas le temps de 5 s'échauffer de façon excessive. Dans le deuxième cas (longs trajets), il est nécessaire de disposer un conJoncteur- disjoncteur (figure 10) de façon que lorsque la pression maximum est atteinte, le liquide pompé soit directement dérivé sur la canalisation de 10 retour 42 sans subir aucun laminage, cette dérivation étant coupée et l'alimentation de la conduite 35 rétablie dès que cette pression descend en dessous d'une valeur prédéterminée. Le conjoncteurdisjoncteur étant un composant hydraulique connu en soi n'est pas 15 décrit en détail. D'autre part, on peut disposer sur l'une ou l'autre des extrémités de l'arbre 16 un carré permettant de placer une manivelle démontable pour faire tourner manuellement l'arbre 16 en cas de 20 défaillance du circuit hydraulique. Revendications 1. Dispositif de commande d'ouverture et de fermeture de trappes de wagontrémie dans lequel lesdites trappes sont articulées par leur coté supérieur autour d'un axe horizontal, parallèle à l'axe longitudinal du wagon, lesdites trappes étant commandées chacune par une tringle ou bielle, caractérisé par le fait que chaque tringle (6) est reliée, à son extrémité, à un levier incurvé (12) en col de cygne, muni à son autre extrémité d'un organe 10 de préhension (13) coopérant avec un levier de commande rotatif (15); de telle sorte que ledit levier de commande (15), lorsqu'il est mis en rotation par tout moyen approprié, exerce sur la tringle (6) une traction provoquant la fermeture de la porte, le mouvement de rotation dudit levier (15) se poursuivant Jusqu'à amener le moyen de préhension (13S) au-delà d'une ligne Joignant le point d'articulation de la tringle C(6) sur la trappe (2) au centre de l'arbre de rotation (16) du levier (15). de façon que la position de ladite tringle 20 (6) soit autostable. 2. Dispositif selon la revendication 1, dans lequel le moyen de préhension (13>) est un galet venant s'engager dans une encoche (14) ménagée dans le levier (15). 3. Dispositif selon la revendication 2, dans lequel la structure du wagon porte une pièce fixe (21) comportant une rainure (22) dans laquelle vient s'engager le galet (2> pend librement en position sensiblement verticale. 5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, dans laquelle l'arbre (16>) du levier (15) est solidaire d'une manivelle (17) attelée à la tige (19) d'un vérin (20), ce vérin étant mécanique, électrique, pneumatique ou hydraulique. 6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, dJans lequel l'arbre (16) comporte, en plus, à l'une de ses extrémités un moyen permettant de mettre en place une manivelle actionnée manuellement pour faire pivoter l'arbre (16) en cas de.15 défaillance du système automatique agissant sur la manivelle (17) par le vérin (20). 7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel l'arbre (16) porte deux leviers (15a, 15b) agissant sur deux 20 tringles (6a, 6b) pour commander simultanément deux trappes (2a, 2b),situées symétriquement de chaque côte du wagon. 8. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé par le fait que 25 chaque trappe (2) est munie à sa base d'un mécanisme de verrouillage auxiliaire en position fermée. 9. Dispositif selon la revendication 8, dans lequel chaque trappe (2) est munie à sa base d'un loquet (23) venant s'engager par son propre poids sur 30 une règlette (33) et étant dégagé par un poussoir (27) porté par un levier (26) actionné par une tringle (28) elle-même commandée par l'intermédiaire d'un vérin (32), ce vérin (32) étant mécanique, électrique, pneumatique ou hydraulique. 10. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel les vérins (20 et 32) sont des vérins hydrauliques à simple effet munis chacun d'un accumulateur (29> pour ramener la tige (19, 31) de chaque vérin en position d'origine; lesdits vérins (20,32) étant alimentés en liquide sous pression par l'intermédiaire d'un accumulateur (35> mis en pression par une pompe hydraulique (43) actionnée par la roue (3) du wagon.