Brevet FR2694913A1 — publié le 19940225

La présente invention se rapporte à un ensemble d'accouplement entre deux structures wagon successives et un bogie commun. Le développement considérable des transports routiers dans les pays industrialisés a obligé les industriels à trouver des solutions de conversion rapide rail/route -et inversement ou de transport d'unités routières totalement ou partiellement constituées afin de délester le réseau routier sans perdre les avantages du transport par route. Les demandes de brevets françaises no 91 10590, N O 92 02763 et ne 92 02764 au nom du déposant portent sur une structure wagon à fond surbaissé munie de moyens de levage intégrés et de moyens d'accouplement des extrémités adjacentes de deux structures wagon successives sur un même bogie, permettant de mettre en oeuvre divers procédés de chargement et de déchargement sur une aire de manutention ou dans une gare de triage. La structure wagon décrite dans ces dépôts présente la plupart des nombreux avantages souhaités, notamment par la simplicité de construction, ainsi que les possibilités de transbordement latéraux. Cependant, les accouplements entre les structures wagon et les manoeuvres d'approche, de jonction et de verrouillage demandent des manipulations précises et délicates exigeant une adresse certaine et une attention soutenue En effet, l'accouplement de chaque extrémité arrière d'une structure wagon sur le bogie nécessite un centrage préalable avant la pose. Ceci nuit à la rapidité et à la sécurité des opérations de transbordement, manutention et consti- tution des convois. La présente invention permet de remédier à ces inconvénients de façon à satisfaire à l'ensemble des exigences concernant ce type de structure wagon. A cet effet, l'invention se rapporte à un 2 2694913 ensemble d'accouplement entre structures wagon succes- sives et un bogie commun, chaque structure wagon présentant d'une part une extrémité avant formée de deux branches convergeant en une pointe, et une extrémité arrière ouverte délimitée par deux bras parallèles à la manière d'un brancard Un ensemble articulé commun sur le bogie reçoit à pivotement la pointe de l'extrémité avant et une traverse pivotante comportant à chacune de ses extrémités un support de réception pour les bras de l'extrémité arrière ouverte de la structure précédente qui présentent à leurs extrémités des moyens de jonction coopérant avec les supports de réception en vue de l'accouplement rapide de cette extrémité arrière. Le moyen d'établissement et de maintien de la liaison avec la structure wagon précédente se compose à chacune des extrémités de la traverse pivotante d'un doigt transversal d'immobilisation monté en rappel élastique débouchant transversalement dans chaque support de réception et d'un mécanisme de réception et d'extraction existant à chacune des extrémités des bras de l'extrémité arrière de la structure wagon précédente. De cette façon, les manoeuvres d'accouplement et de désaccouplement sont à la fois plus simples et plus rapides En effet, on s'est affranchi totalement de la nécessité d'effectuer des coïncidences d'organes ou de pièces mécaniques avant la phase d'accouplement. Les caractéristiques techniques et d'autres avantages de l'invention sont consignés dans la description qui suit, effectuée à titre d'exemple non limitatif sur un mode d'exécution en référence aux dessins accompagnants dans lesquels: la figure 1 est une vue générale en perspective d'une structure wagon perfectionnée, en position inverse, montrant à son extrémité avant la variante principale de l'ensemble d'accouplement selon l'invention; 3 2694913 la figure 2 est une vue en perspective de l'extrémité avant et de l'interface de bogie sur laquelle elle est montée; la figure 3 est une vue en perspective de l'extrémité arrière et du bogie sur lequel elle est destinée à être montée; la figure 4 est une vue en perspective des deux extrémités opposées de deux structures wagon succes- sives avant jonction de liaison; la figure 5 est une vue de détail en perspective d'un des bras et de l'extrémité arrière coupée par un plan médian au niveau de l'ensemble commun articulé; la figure 6 est une vue schématique en perspective, parois latérales transparentes, des moyens de jonction et de réception, avant accouplement d'un des bras, de deux structures successives; la figure 7 est une vue en perspective partiellement en coupe d'un support de réception de la traverse pivotante montrant un doigt rétractable d'immobili- sation; la figure 8 est une vue en perspective du moyen de jonction formé du dispositif de dégagement et d'une pièce de réception. L'ensemble d'accouplement selon l'invention est destiné à des structures wagon particulières, notamment du type de celle décrite dans les dépôts antérieurs mentionnés ci-dessus. Il s'agit d'une structure porteuse répondant aux normes ferroviaires destinée à venir s'accoupler de -30 façon dissociable par chacune de ses extrémités avec l'extrémité opposée d'une structure adjacente précédente et suivante et par une interface sur un bogie commun, l'interface de bogie étant identique pour tous les bogies d'un même convoi ferroviaire. De façon non limitative et non restrictive dans l'application, on décrira tout d'abord ci-après, pour des raisons de clarté et de suffisance de 4 2694913 description, les moyens généraux d'interface de bogie objets d'une protection parallèle et susceptibles de recevoir de façon dissociable par ses extrémités la structure wagon selon l'invention, et simultanément les caractéristiques générales de cette structure wagon. Un bogie avant 1 ou arrière 2 se compose de façon traditionnelle de deux essieux 3 et 4 qui portent, le cas échéant, des disques de frein. Les extrémités des essieux sont montées dans des boites de roulement telles que 5 et 6 supportant des blocs de jumelage 7 et 8 constituant avec divers autres éléments mécaniques un châssis non représenté en détail Ce châssis supporte classiquement au moins une articulation à rotule appelée crapaudine 9. Cette rotule reçoit communément à pivotement la structure inférieure d'extrémité du wagon classique supporté par le bogie. Pour des raisons de clarté du dessin, il n'a été représenté sur les figures que les structures principales des bogies Ainsi, certains supports mécaniques de liaison existants sont invisibles. Cette interface commune de bogie, adaptable à toutes les bases roulantes ferroviaires courantes, est utilisée pour articuler et relier les extrémités avant et arrière de deux structures wagon successives sur un même bogie par l'intermédiaire de l'accouplement conforme à l'invention. On décrira maintenant sommairement en référence à la figure 1 une structure wagon destinée à s'intégrer dans un convoi entre deux structures semblables et à être montée sur les deux bogies avant 1 et arrière 2 par l'intermédiaire d'accouplements selon l'invention. Elle se compose de deux pièces de flanc 10 et 11 réunies entre elles au niveau de leur base par un fond surbaissé 12. Les pièces de flanc se prolongent vers l'extrémité arrière 13 à un niveau supérieur par deux bras parallèles 14 et 15, à la manière d'un brancard délimitant avec les bords adjacents des pièces de flanc et l'extrémité transversale du fond une ouverture d'accès 16 pour une charge. La conformation générale de l'extrémité arrière visible sur les figures est telle que le plan d'ouverture de celle-ci est situé largement en retrait par rapport aux extrémités des bras. Ainsi, le bord transversal arrière 17 du fond 12 se trouve décalé vers l'avant de manière à permettre au tracteur d'une semi-remorque de rester au sol lors du chargement/déchargement. Les pièces de flanc se prolongent vers l'extrémité avant 18 par deux branches convergentes 19 et 20 disposées approximativement au même niveau supérieur que les bras de l'extrémité arrière Elles affectent une forme générale en "V" convergeant vers une pointe 21 dirigée vers l'avant dans une zone médiane déterminée par le plan vertical général médian de la structure wagon et un plan horizontal supérieur pouvant être celui délimité par les deux bords parallèles supérieurs des pièces de flanc. L'extrémité avant 18 conformée en "V' à deux branches vient se solidariser sur un ensemble central commun articulé de pivotement 22 à axe géométrique commun 23 Cet ensemble articulé 22 représenté schématiquement sur la figure 5 se compose de façon non limitative d'un cylindre-pivot 24 sur lequel est solidarisée la pointe 21 de l'extrémité avant 18 en "V" et sur lequel est montée à pivotement une articulation intérieure 25 du type à roulement simple ou à roulement avec effet de rotule, l'ensemble articulé 22 étant monté sur la crapaudine 8. Une traverse pivotante 26 est intégrée mécaniquement à l'extrémité avant, à savoir que cette extrémité avant est réalisée par deux plaques espacées 27 et 28 maintenues distantes par une entretoise 29, montées sur l'ensemble commun articulé 22, et à savoir que la traverse pivotante est également montée sur cet ensemble articulé 22 par l'articulation intérieure 25, et se trouve logée dans l'espace existant entre les deux plaques de l'extrémité avant. Selon le mode de construction utilisé pour la variante de base, les deux plaques 27 et 28 formant l'extrémité avant sont solidarisées au cylindrepivot 24 lui-même pivotant par rapport au bogie. Dans une version élaborée, l'extrémité avant 18 peut être réalisée dissociable de l'ensemble articulé 22. L'articulation intérieure 25 autorise les mouvements de pivotement de la traverse Comme indiqué, cette articulation 25 pourra présenter un degré de liberté supplémentaire en étant du type mixte pivot- rotule afin de permettre de faibles débattements en inclinaison tels que ceux provoqués par les mouvements de roulis et de tangage. La traverse pivotante 26 sera donc mécaniquement libre notamment en mouvements de pivotement indépendants Cependant, elle se trouve prise en sandwich entre les deux plaques espacées 27 et 28 de l'extrémité avant 18 et limitée en débattement angulaire par l'entretoise 29. Comme mentionné ci-dessus, l'articulation pivotante de l'extrémité de la structure porteuse et les articulations supérieures et inférieures ont un axe commun 23. La traverse pivotante 26 comporte à chacune de ses extrémités un support de réception 30,31 permettant d'assurer l'établissement, le maintien et la dissociation de la jonction entre les extrémités de la traverse pivotante et les extrémités 32,33 des bras de l'extrémité arrière d'une structure wagon adjacente. Chaque support de réception 30,31 est 7 2694913 conformé selon un berceau 34 ou un logement 35 en tôle pliée (figure 6) dans chacun desquels émerge un doigt transversal tel que 36 monté mobile transversalement et en rappel élastique vers sa position sortie Chaque berceau ou logement affecte la forme générale d'une gouttière à rampes d'entrée d'une part inférieure inclinée 37 et d'autre part doublée de rampes d'entrée latérales convergentes 38,39. Ces rampes grâce à la fonction guidage qu'elles procurent permettent d'engager et de placer par le même mouvement les extrémités des bras dans les supports de réception et d'ajuster automatiquement les extrémités du brancard légèrement en hauteur pour être amenées à niveau avec la traverse pivotante, c'est-à- dire dans la position de roulage. Dans une variante simplifiée, l'extrémité avant 18 est formée d'une seule plaque et peut se dissocier verticalement du bogie Dans ce cas, la traverse est libre car non prise en sandwich et le chargement/déchargement par dissociation verticale s'applique totalement. On examinera maintenant plus particulièrement en référence aux figures 6 à 8 les moyens de jonction prévus à l'extrémité de chaque bras du brancard, destinés à coopérer avec des moyens de réception- immobilisation prévus à chacune des extrémités de la traverse pivotante en vue de l'établissement d'une liaison dissociable. Tout d'abord, les moyens de réception- immobilisation se composent des supports de réception et des doigts transversaux d'immobilisation tels que 36 mobiles transversalement entre une position rentrée et une position sortie vers laquelle ils sont contraints par un ressort de rappel. Chaque doigt d'immobilisation peut présenter un corps cylindrique 40 coulissant dans un logement cylindrique 41 et une tête à deux chanfreins 42 et 43, 8 2694913 par exemple légèrement inclinés, comme représenté sur la figure 7 Sur cette figure, on voit également une tige de guidage 44 et un logement 45 dans lequel est monté un ressort de rappel (non représenté). Les moyens de jonction concernent quant à eux tout d'abord la forme convergente des extrémités de chaque bras du brancard réalisée par exemple par plusieurs rampes convergeant vers une extrémité effilée 46. Dans chacune de ces extrémités est logé un mécanisme d'engagement-extraction tel que 47 visible sur les figures 6 et 8. Il se compose d'une pièce de réception 48 dans l'ouverture de laquelle vient s'engager le doigt d'immobilisation et d'un dispositif de dégagement formé d'un basculeur 49 actionné par un élément articulé 50 à bielle réglable 51 ou équivalent Le basculeur 49 comprend une pièce coudée pivotante de dégagement 52 articulée d'une part à un axe de pivotement 53 et d'autre part à l'extrémité de la bielle 51 par une chape latérale 54. L'appui de l'extrémité de la pièce coudée de dégagement 52 sur la tête du doigt rétractable d'immobilisation 36 permet d'extraire la pièce de réception 48 et de libérer l'extrémité correspondante du brancard La dissociation complète est ensuite effectuée par une courte translation longitudinale. Grâce à ces moyens de jonction automatique et de réception- immobilisation avec dégagement mécanique, on évite, lors des opérations d'accouplement, les ajustements multiples de précentrage nécessaires avec des dispositifs à pions de centrage par exemple En effet, la hauteur s'ajuste automatiquement et le centrage-guidage est assuré, grâce aux rampes d'entrée prévues aux extrémités des supports de réception et à l'extrémité effilée de chaque bras. Afin de permettre le pivotement et un premier ajustement en hauteur de l'une ou l'autre extrémité ou des deux simultanément, la structure wagon comporte de façon optionnelle au voisinage de ses extrémités des moyens individuels de levage éventuellement à roulage intégré ou non, de préférence autonomes, par exemple des béquille 55,56 prévues à chacune des extrémités de chaque pièce de flanc et ceci à une seule extrémité de la structure wagon ou aux deux extrémités à la fois. Le type de béquilles visé est celui d'une béquille escamotable et extensible par exemple télescopique Les béquilles pourront être hydrauliques, ou bien actionnées manuellement. En vue de permettre de façon totalement autonome le débattement de la structure wagon du convoi par mouvement transversal en oblique, on pourra équiper la base de chaque béquille 55,56 de moyens de roulement à axe directionnel ou fixe. Dans le cas d'un axe fixe, la direction générale constante de celui-ci sera radiale c'est-à- dire passant par le centre de pivotement. Selon une réalisation avantageuse, on pourra combiner ces moyens de roulement aux béquilles extensibles. Ainsi, les extrémités inférieures des béquilles seront montées sur un train roulant pivotant. Pour permettre le chargement de conteneurs, normalisés ou non, on prévoit, sur le chant supérieur des pièces de flanc, des verrous tournants tels que 57 et 58 coopérant avec les pièces inférieures de coin des conteneurs en vue de leur solidarisation à la structure wagon. Afin d'admettre les conteneurs de grande taille, quatre verrous tournants supplémentaires sont prévus, dont deux à l'avant tels que 59 et deux à l'arrière tels que 60 Ces verrous tournants sont supportés par une platine escamotable qui permet d'effacer l'ensemble dans la paroi de chacune des 2694913 extrémités de chacune des pièces de flanc. De façon générale, plusieurs façons de procéder aux opérations de chargement/déchargement s 'avèrent possibles avec l'unité de transport ferro- viaire accouplée par l'ensemble d'accouplement selon l'invention. On distingue les modes de chargement/déchar- gement suivants. Il s'agit tout d'abord du chargement/déchargement en ligne ou longitudinal, selon lequel le train d'unités de transport ferroviaire est dissocié au niveau des accouplements entre structures porteuses sans autre mouvement que celui de solidarisation et de désolidarisation longitudinales des moyens de jonction. Il s'agit ensuite du chargement/déchargement en oblique, dit en épi, selon lequel les extrémités arrières des structures ferroviaires porteuses sont dégagées de la structure porteuse voisine par un mouvement composé de retrait-dégagement puis de rotation jusqu'à une position décalée en oblique permettant la pénétration longitudinale en oblique dans la structure porteuse par son ouverture transversale d'extrémité en vue de son chargement/déchargement. Il s'agit finalement du chargement/déchar- gement vertical par un moyen de manutention extérieur possible dans le cas d'une variante à extrémité avant dissociable et plus particulièrement à extrémité avant à plaque simple. On décrira ci-après plus en détail les différents modes de chargement/déchargement. Le premier mode concerne le chargement/ déchargement en ligne ou longitudinal. Ce mode de chargement/déchargement requiert une aire de chargement dite à rails intégrés dans le sol. Conformément à ce mode, l'unité de transport ferroviaire est solidarisée ou désolidarisée par un mouvement horizontal longitudinal de translation de son extrémité ouverte apporté par des moyens extérieurs. L'unité routière est chargée ou déchargée, soit directement le long des structures linéaires porteuses de déplacement, soit indirectement, par l'intermédiaire d'une ou de plusieurs structure(s) transversale(s) porteuse(s) mobile(s) sur laquelle ou sur lesquelles repose son train roulant routier. On examinera maintenant les opérations de chargement/déchargement en oblique dit en épi, permettant d'effectuer toutes ces opérations sans aucunement modifier le convoi ferroviaire, c'est-à-dire indépendamment des autres unités ferroviaires pouvant le constituer. Le chargement/déchargement s'effectue en amenant l'extrémité arrière en oblique après désolida- risation d'avec la structure porteuse voisine par tous moyens, par exemple grâce aux béquilles, puis décalage en oblique par roulement sur le quai de chargement, opération au cours de laquelle la structure porteuse pivote dans son ensemble autour de son extrémité avant en prenant appui de pivotement sur le bogie avant. Après chargement par exemple d'un véhicule routier, la structure porteuse est ramenée latéralement vers sa position initiale par un mouvement pivotant d'ensemble de la même façon que précédemment, mais en ordre inverse. Les moyens de levage, par exemple intégrés sous forme de béquilles, soulèvent les extrémités avant des pièces de flanc, et viennent les placer en regard des moyens de solidarisation-verrouillage de l'extré- mité avant de la structure porteuse suivante. Après accouplement et verrouillage, la structure porteuse est prête dans le convoi avec son nouveau chargement en vue de son transport ferroviaire. Toutes les opérations de déchargement il s'effectuent en ordre inverse des opérations de chargement. D'autre part, grâce aux moyens de levage des deux extrémités lorsqu'ils sont prévus, il est possible de déposer la structure wagon par décalage transversal ou longitudinal dans le cas de variantes dissociables verticalement également par l'avant. Les moyens de levage de l'extrémité arrière intégrés à la structure wagon ou extérieurs permettront, après ouverture des verrous additionnels de sécurité (non représentés), de désolidariser les moyens de jonction et d'obtenir la dissociation de la structure wagon de l'interface de bogie Un mouvement de rotation autour de l'extrémité avant assurera le dégagement de l'extrémité arrière par un décalage en oblique. L'extrémité avant est ensuite désolidarisée et amenée hors de l'alignement du convoi. Le mode le plus simple et le plus classique concerne la désolidarisation verticale et le transport par un engin extérieur de levage qui n'est possible ici qu'avec les variantes verticalement dissociables. Il suffit de libérer les éventuels blocages ou verrouillages, de désolidariser les moyens de jonction des extrémités des structures wagon adjacentes et de réaliser une légère translation longitudinale (variante élaborée) puis de lever l'ensemble par un engin de levage dont les éléments et organes de préhension prennent appui sur des formes techniques et structures spécialement prévues à cet effet. Ce levage d'ensemble permet d'extraire du convoi l'unité de transport ferroviaire avec son chargement, de la déposer ailleurs en attente, ou de l'insérer avec son chargement dans un autre convoi ferroviaire. Des moyens de levage des deux extrémités permettront la dépose de la structure wagon par 13 2694913 décalage transversal ou longitudinal. Les moyens décrits ci-dessus offriront la possibilité de choisir et de réaliser le mode de chargement/déchargement le mieux adapté à la charge (conteneur, unité routière ou autre) et à la configuration de l'aire de manutention de la gare, du train et des contraintes et particularités de l'opération de triage. Il est bien entendu qu'au-delà des moyens décrits, diverses modifications évidentes et variantes simples entrent dans le cadre de la présente invention. REVENDICATIONS 1 Ensemble d'accouplement sur un même bogie des deux extrémités opposées de deux structures wagon successives à corps délimités longitudinalement par deux pièces de flanc réunies entre elles par un fond surbaissé les structures wagon présentant une extrémité avant en "V" et une extrémité arrière constituée de deux bras parallèles, l'extrémité avant étant articulée à pivotement en partie supérieure d'un ensemble articulé commun et l'extrémité arrière étant accouplée à une traverse pivotante elle même montée sur l'ensemble articulé commun monté sur la crapaudine du bogie caractérisé en ce que la traverse pivotante est intégrée à l'extrémité avant en "V" de la première structure wagon et en ce que ladite traverse présente à chacune de ses extrémités un support de réception équipé d'un moyen d'immobilisation pour chacune des extrémités des bras de l'extrémité arrière de la deuxième structure wagon voisine de la première, les extrémités des bras comportant chacune un moyen de jonction. 2 Ensemble d'accouplement selon la revendication 1 caractérisé en ce que l'extrémité avant en "V" de la première structure wagon est formée de deux plaques espacées maintenues distantes l'une de l'autre par une entretoise, plaques entre lesquelles est disposée la traverse pivotante. 3 Ensemble d'accouplement selon les revendications 1 et 2 caractérisé en ce que la traverse pivotante est libre en mouvements de rotation indépendants par rapport à l'extrémité avant en "V" de la première structure. 4 Ensemble d'accouplement selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que chaque support de réception présent à chacune des extrémités de la traverse pivotante affecte la forme d'un berceau et est équipé d'un doigt transversal d'immobilisation disposé transversalement au corps du berceau et émergeant dans celui-ci en position sortie. Ensemble d'accouplement selon la revendication 4 caractérisé en ce que le doigt d'immobilisation est monté en rappel élastique vers sa position sortie dans le support de réception. 6 Ensemble d'accouplement selon la revendication 4 caractérisé en ce que les supports de réception sont équipés à leur entrée de rampes convergentes vers l'entrée. 7 Ensemble d'accouplement selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que chaque extrémité des bras est conformée en pointe à rampes convergentes vers la pointe et équipée d'un mécanisme d'engagementextraction coopérant avec le doigt d'immobilisation en vue d'un accouplement avec immobilisation. 8 Ensemble d'accouplement selon la revendication 7 caractérisé en ce que le mécanisme d'engagement-extraction comprend une pièce de réception présentant une ouverture dans laquelle pénètre le doigt d'immobilisation et un dispositif de dégagement du doigt d'immobilisation. 9 Ensemble d'accouplement selon la revendication 8 caractérisé en ce que le dispositif de dégagement est un basculeur formé d'une bielle motrice et d'une pièce pivotante de dégagement dont l'extrémité agit en poussée de dégagement sur l'extrémité du doigt en vue de le sortir de la pièce de réception. Ensemble d'accouplement selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'extrémité avant est formée d'une seule plaque et peut se dissocier verticalement du bogie sans contraindre la traverse en déplacement vertical.