Brevet FR2691420A1 — publié le 19931126

Wagon tombereau autocharaeable et déchargeable L'invention se rapporte à un wagon tombereau autochargeable et déchargeable comprenant une caisse à bords hauts et un système de chargement et déchargement de matériaux en vrac, le système de chargement et de déchargement comprenant un convoyeur général pour acheminer des matériaux en vrac d'un bord frontal à l'autre de la caisse. Ce type de wagon tombereau est couramment utilisé pour transporter des matériaux en vrac tels que détritus de matériaux de garnissage de voies ferrées. Ces détritus sont évacués de la voie ferrée par une opération de criblage et transportés dans des wagons tombereau pour être déposés dans des zones de décharge. Dans une opération de dégarnissage de voie ferrée, plusieurs centaines de mètres cube de détritus sont prélevés de la voie ferrée. Ainsi sur 1500 mètres de voie ferrée, il est courant de prélever 800 à 1000 mètres cubes de détritus. Généralement, l'engin de dégarnissage est attelé à un convoi de wagons tombereau, chaque wagon tombereau ayant une contenance d'environ 30 mètres cubes de détritus. Au cours d'une journée de dégarnissage de voie ferrée, plusieurs convois de wagons tombereau chargés en détritus sont déchargés.Pour augmenter la rentabilité d'une telle opération, il est nécessaire que les wagons tombereau soient autochargeables. Pour acheminer les détritus prélevés par l'engin de dégarnissage vers les wagons tombereau d'un convoi, on utilise généralement un système de convoyeurs à bande disposés en cascade, chaque wagon tombereau ayant son propre convoyeur. Les wagons tombereau sont ainsi chargés l'un après l'autre en commençant par le wagon tombereau de tête. Le déchargement des wagons tombereau pose plus de problèmes. On connaît déjà un système de chargement et déchargement pour wagon tombereau comprenant un convoyeur général à bande constituant le fond de la caisse du wagon tombereau (wagon à fond mobile) et débouchant de la partie inférieure d'un bord frontal de la caisse pour servir le wagon tombereau suivant.Le chargement en détritus des wagons tombereau s'effectue en commençant par le wagon de tête. Les détritus acheminés par la cascade de convoyeurs s'accumulent au fur et à mesure dans les wagons tombereau. Le déchargement des détritus s'effectue avec le même convoyeur en commençant par le wagon de queue. Ce système de chargement et déchargement pour wagon tombereau présente les inconvénients suivants. - Le mode de convoyage des matériaux par un tel dispositif de chargement et déchargement conduit à véhiculer des charges extrêmement importantes ce qui nécessite des mécanismes lourds et de puissances élevées. - Malgré toutes les précautions prises pour protéger les mécanismes du convoyeur, ceux-ci du fait qu'ils sont dans l'épaisseur des matériaux sont néanmoins exposés en permanence à l'action destructrice des sables et graviers. - Du fait que les matériaux sont stockés entre deux parois fixes, le convoyeur est susceptible de n'entrainer qu'une partie de la couche de matériaux, l'autre partie demeurant en place par effet de voûte.. - Le remplacement, d'une bande transporteuse avariée, dans le fond d'un wagon tombereau quand il est chargé, ne peut être envisagé qu'une fois celui-ci vidé à l'aide d'autres moyens. Une telle situation interrompt le chargement des wagons suivants et donc la progression du chantier. Le but de l'invention est de remédier à ces différents inconvénients. A cet effet, l'invention a pour objet un wagon tombereau autochargeable et déchargeable comprenant une caisse à bords hauts et un système de chargement et déchargement de matériauxen vrac, le système de chargement et de déchargement comprenant un convoyeur général pour acheminer des matériaux en vrac au moins d'un bord frontal à l'autre de la caisse, caractérisé en ce que le convoyeur général est disposé au dessus des bords frontaux de la caisse et en ce que le système de chargement déchargement comprend en outre un appareil de manutention rechargeant les matériaux en vrac déposés dans le fond de la caisse sur le convoyeur général. Les avantages de l'invention sont les suivants. Le convoyeur général d'un wagon peut être remplacé même lorsque le wagon est chargé. - Le système de chargement et déchargement est plus simple que celui décrit précédemment et donc moins coûteux à fabriquer et à maintenir. - Le système de chargement et déchargement permet un chargement et un déchargement par accès direct à tel ou tel wagon tombereau d'un convoi. - Le système de chargement et déchargement s'adapte directement sur un wagon tombereau sans modification de la structure de celui-ci. Un exemple de réalisation de l'invention est décrit en détail ci-dessous en référence aux dessins. - La figure 1 représente schématique une partie d'un convoi de wagons tombereau, chaque wagon tombereau montré étant équipé-d' un système de chargement et déchargement selon l'invention. - La figure 2 est une vue en coupe transversale d'un wagon tombereau équipé d'un système de chargement et déchargement selon l'invention. - Les figures 3 et 4 représentent en perspective une partie du système de chargement et déchargement selon l'invention. En se reportant à la figure 1, un wagon tombereau autochargeable et déchargeable est montré attelé à un autre wagon tombereau identique mais visible seulement en partie. Le wagon tombereau montré est du type à plateau sur lequel est fixée une caisse 1 ayant des bords hauts comprenant deux bords frontaux 2 et deux bords latéraux 3. Ce type de wagon tombereau est utilisé pcur le transport de matériaux en vrac notamment dans des opérations de dégarnissage de voie ferrée. Le wagon tombereau représenté est équipé d'un système de chargement et déchargement de matériaux en vrac conforme à l'invention. Le système de chargement et de déchargement comprend un convoyeur général 4 qui permet d'acheminer des matériaux en vrac, fournis par un engin de dégarnissage ou par le convoyeur général d'un autre wagon tombereau attelé à la droite du wagon en question, du bord frontal 2 de la caisse à droite sur la figure vers l'autre bord frontal 2 de la caisse à gauche sur la figure. Le convoyeur général 4 comprend un premier convoyeur 6 à bande et à rouleaux dont certains 16 sont motorisés et un second convoyeur 7 à bande et à rouleaux motorisés portés par une flèche 8. La flèche 8 est articulée à son extrémité 10 sur le plateau du wagon par une couronne ce qui permet de l'orienter à volonté pour diriger son autre extrémité d'un côté ou de l'autre de la voie ferrée ou bien au dessus du convoyeur 6 d'un autre wagon. Un vérin 11 fixé à la flèche 8 et au plateau du wagon permet en outre d'incliner celle-ci. L'extrémité 10 de la flèche porte en outre une trémie 12 dans laquelle se déversent les matériaux acheminés par le convoyeur 6. Une béquille 14 fixée à la flèche 8 permet à celle-ci de prendre appui sur le wagon suivant, par exemple sur le groupe énergie 15 porté par ce wagon. Dans le cas d'un convoi organisé de wagons tombereau, chaque wagon peut porter soit son propre groupe énergie soit un groupe énergie plus important pour délivrer l'énergie nécessaire à plusieurs wagons. Comme visible sur la figure, le premier convoyeur 6 qui sert au chargement de la caisse est disposé sensiblement horizontalement au dessus des bords frontaux 2 de la caisse et repose sur ceux-ci par l'intermédiaire d'éléments d'appui non représentés. Le convoyeur 6 se trouve donc au dessus de la caisse et peut être démonté même lorsque la caisse 1 est chargée de matériaux en vrac. Les matériaux acheminés par le convoyeur 6 sont canalisés sur la bande 18 du convoyeur 6 entre deux bordures constituées de portillons 9 successifs dont l'ouverture permet de diriger le flux des matériaux dans la caisse aux endroits voulus. D'autres dispositifs de canalisation peuvent être employés comme par exemple les soles coulissantes de déformation d'auge. Le système de chargement déchargement comprend aussi un appareil de manutention 5 rechargeant les matériaux en vrac déposés dans le fond de la caisse sur la bande 18 du convoyeur 6 qui les achemine vers le convoyeur 7. L'appareil de manutention 5 en combinaison avec le convoyeur général 4 permet de décharger la caisse 1 du wagon tombereau. En se reportant maintenant à la figure 2, l'appareil de manutention 5 comprend un bâti 51 s'étendant transversalement par rapport à l'axe longitudinal de la caisse 1 et ayant deux extrémités 52 qui reposent sur le dessus des bords latéraux 3 de la caisse 1. Le bâti peut être constitué de deux arceaux supérieurs ayant des extrémités reposant sur des traverses lesquelles prennent appui sur le dessus des bords latéraux de la caisse par l'intermédiaire d'un jeu de rouleurs 80. Les rouleurs 80 facilitent le déplacement en translation du bâti entre les deux bords frontaux 2 de la caisse. Comme visible sur la figure 2, les arceaux supérieurs passent par dessus le premier convoyeur 6. Chaque arceau supérieur porte un arceau inférieur qui passe par dessous le premier convoyeur 6.Un treuil 56 est fixé au bâti entre les deux arceaux inférieurs qui avale dans un sens (flèche A) ou dans l'autre (flèche R) une chaîne 57 tendue entre les deux bords frontaux 2 de la caisse 1. La commande du treuil permet de déplacer le bâti 51 entre les deux bords frontaux 2 du wagon. L'appareil de manutention 5 comprend aussi une paire de rails de guidage 53 portés par le bâti, chacun ayant la forme d'un cadre. Les deux rails de guidage 53 ceinturent le convoyeur 6 et plongent à l'intérieur de la caisse 1 en longeant les bords latéraux 3 et le fond 13 de la caisse. Le ramassage des matériaux déposés dans le fond de la caisse est assuré par une chaîne sans fin 54 à godets guidée par les rails 53. La chaîne à godets 54 circule autour du convoyeur 6 perpendiculairement à la direction d'acheminement des matériaux sur le convoyeur 6. Le sens de circulation de la chaîne à godets est repéré par la flèche C. L'entraînement de la chaîne sans fin 54 est assuré par un moto-réducteur 58 attaquant des trains de pignons 59 portés par le bâti et sur lesquels la chaîne sans fin s'engrène.Ces pignons sont de préférence disposés dans la partie haute des cadres formés par les rails pour ne pas être en contact avec les matériaux déposés dans la caisse 1. Le circuit de la chaîne sans fin 54 est tel que les godets 55 se remplissent dans le fond de la caisse et se vident une fois arrivés au dessus de la bande 18 du convoyeur 6. A cet effet et comme visible sur la figure 3, chaque godet 55 a un couvercle 60 articulé autour d'un axe 61. Sur cet figure, le godet montré est celui qui est repéré en gras en bas de la figure 2. Comme visible sur la figure 4, le couvercle 61 d'un godet 55 devient le fond du godet lorsque ce godet surplombe la bande 18 du convoyeur 6. Sur cette figure le godet montré est celui qui est repéré en haut de la figure 2. Les rails de guidages 53 ont chacun une section en forme de U, les ouvertures des U se faisant face pour guider la chaîne 54. Le couvercle 60 de chaque godet est maintenu entre les branches des U sur la majeure partie du circuit de la chaîne 54.Dans la partie du circuit surplombant la bande 18 du convoyeur 6, les branches inférieures 70 des rails sont rétrécies pour permettent le débattement du couvercle 60 d'un godet à cet endroit comme visible sur la figure 4. Chaque godet 55 présente une ouverture 62 pour son remplissage qui a la forme d'un trapèze. Les parois latérales du godet forme avec le fond du godet un angle d'attaque 63 jouant le rôle d'un couteau qui permet de désagréger les matériaux en vrac quelque soit le sens de déplacement du bâti. Par conséquent, la chaîne sans fin 54 équipée de ses godets 55 peut ramener des matériaux en vrac du fond de la caisse sur la bande 18 du convoyeur 6 indifféremment selon le sens d'avancement du bâti 51. En se reportant de nouveau à la figure 2, le convoyeur 6 porte sur ses bords longitudinaux une paire de flasques 41 plongent à l'intérieur de la caisse et disposés de part et d'autre de la chaîne 57. Les flasques protègent la chaîne 57 des matériaux tombant dans la caisse 1. De même le convoyeur 6 peut être muni, sur ses bords longitudinaux, de déflecteurs 42 qui dirigent les matériaux acheminés par le convoyeur 6 vers les bords latéraux 3 de la caisse. Un autre jeu de déflecteurs 43 peut être prévu sur l'appareil de manutention 5 pour canaliser les matériaux déversés par un godet 55 sur la bande 18 du convoyeur 6, l'un de ces déflecteur ayant pour rôle d'aider à la fermeture du couvercle 60 du godet. L'angle que fait les flans du godet avec le fond du godet facilite en outre le vidage de celuici. Si l'appareil de manutention 5 doit être remplacé en cas de panne par exemple, il suffit de faire coulisser le convoyeur 6 dans un sens ou dans l'autre montré par les flèches R ou A à l'aide d'une grue pour libérer le bâti 51. Cette manoeuvre peut être faite même lorsque le wagon est chargé de matériaux en vrac. Le système de chargement et déchargement selon l'invention est simple, fiable et donc peu coûteux à fabriquer et à maintenir. Par ailleurs tous les wagons d'un convoi peuvent être déchargés simultanément ce qui augmente la rentabilité d'une opération de dégarnissage de voie ferrée. Il est entendu que l'invention n'est pas limitée à l'exemple de réalisation qui vient d'être décrit et on pourra prévoir d'autres variantes sans pour cela sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1. ) Un wagon tombereau autochargeable et déchargeable comprenant une caisse (1) à bords hauts (2,3) et un système de chargement et déchargement de matériaux en vrac, le système de chargement et de déchargement comprenant un convoyeur général (4) pour acheminer des matériaux en vrac au moins d'un bord frontal (2) à l'autre de la caisse, caractérisé en ce que le convoyeur général est disposé au dessus des bords frontaux (2) de la caisse et en ce que le système de chargement déchargement comprend en outre un appareil de manutention (5) rechargeant les matériaux en vrac déposés dans le fond de la caisse sur le convoyeur général. 2. ) Le wagon selon la revendication 1, dans lequel l'appareil de manutention (5) comprend des moyens (51,52) de ramassage de matériaux en vrac circulant perpendiculairement à la direction d'acheminement des matériaux en vrac sur le convoyeur général (4), l'appareil de manutention se déplaçant en outre par translation entre les bords frontaux (2) de la caisse. 3. ) Le wagon selon les revendications 1 ou 2, dans lequel l'appareil de manutention (5) comprend: - un bâti (51) reposant par ses extrémités (52) sur le dessus des bords latéraux (3) de la caisse; - une paire de rails de guidage (53) parallèles entre eux qui sont portés par le bâti (51), les rails de guidage ceinturant le convoyeur général (4) et plongeant à l'intérieur de la caisse (1) en longeant les bords latéraux (3) et le fond (13) de la caisse; - une chaîne sans fin (54) à godets (55) guidée par les rails (53) circulant autour du convoyeur principal (4) sous l'action de moyens d' ntraînement; - des moyens pour déplacer le bâti (51) entre les bords frontaux (2) de la caisse. 4. ) Le wagon selon la revendication 3, dans lequel les moyens de déplacement du bâti sont constitués par un treuil ' (56) fixé au bâti avalant dans un sens ou dans l'autre une chaîne tendue (57) entre les bords frontaux (2) de la caisse. 5. ) Le wagon selon l'une des revendications 3 ou 4, dans lequel chaque godet (55) a un couvercle (60) articulé autour d'un axe (61) et en ce que les rails (53) ont une section en forme de U, les ouvertures des U se faisant face et la branche inférieure (70) des U surplombant le convoyeur général (4) étant rétrécie pour permettre un débattement du couvercle lorsque le godet surplombe le convoyeur général. 6. ) Le wagon selon l'une des revendications 3 à 5, dans lequel chaque godet (55) présente une ouverture (62) pour son remplissage de forme trapézoïdale qui permet par son angle d'attaque (63) de désagréger les matériaux en vrac quelque soit le sens de déplacement du bâti. 7. ) Le wagon selon l'une des revendications 3 à 6, dans lequel les moyens d'entraînement de la chaîne sans fin (54) sont constitués par un moto-réducteur (58) attaquant des trains de pignons (59) portés par le bâti et sur lesquels la chaîne sans fin s'engrène. 8. ) Le wagon selon l'une des revendications 3 à 7, dans lequel le convoyeur général (4) porte une paire de flasques (41) plongeant à l'intérieur de la caisse et disposés de part et d'autre de la chaîne (57) tendue entre les deux bords frontaux de la caisse. 9. ) Le wagon selon l'une des revendications 3 à 8, dans lequel les extrémités (52) du bâti sont munis de rouleurs (80) roulant chacun sur le dessus d'un bord latéral (3) de la caisse. 10. ) Le wagon selon l'une des revendication précédentes, dans lequel le convoyeur général (4) comprend un premier convoyeur (6) à bande s'étendant sensiblement horizontalement entre les bords frontaux (2) de la caisse prolongé par un second convoyeur (7) à bande monté sur une flèche (8) orientable et pouvant s'incliner.