Brevet FR2688180A1 — publié le 19930910

La présente invention se rapporte à une interface pivotante unique entre un bogie commun drextrémité et deux structures ferroviaires porteuses successives. Afin de permettre, avec la même structure ferroviaire porteuse, indifféremment les opérations de chargement/déchargement d un convoi en ligne par divers mouvements notamment verticaux et de décalagepivotement en oblique par le simple pivotement de la structure autour de son extrémité avant articulée au bogie et sans induire de moment de déséquilibre dans le châssis, les inventeurs ont imaginé une structure wagon pivotante susceptible de dissociation avec les bogies porteurs par des mouvements simples notamment verticaux. Cette structure est conformée de façon à recevoir directement une charge, soit par un engin de manutention notamment de levage, soit par un accès direct de la charge par l'intermédiaire de ses propres moyens moteurs. La présente invention a pour premier but de permettre la mise en oeuvre de cette structure wagon par des moyens simples, à savoir une interface pivotante unique entre un bogie commun d'extrémité et deux structures ferroviaires porteuses successives qui n'induit pas de moment dans le châssis suite au déséquilibre de charge du bogie par rapport à son plan transversal médian. Ce déséquilibre de charge se traduit par un couple de renversement au moment de -la dissociation qu'il faut prévenir par des renforts et structures mécaniques de soutien. Un autre but de l'invention consiste à pouvoir dissocier l'une ou l'autre structure ferroviaire d'un même alignement indépendamment des structures voisines. Un dernier but consiste à pouvoir mettre en oeuvre de façon simple et rapide un nouveau procédé de chargement/déchargement dit "en épi" selon lequel la structure wagon se dégage de l'alignement par un déport latéral oblique au cours duquel elle pivote autour d'une de ses extrémités sur le bogie alors que l'autre extrémité est libérée de sa jonction avec le bogie opposé et se trouve entrainée de biais dans un mouvement dégageant de pivotement. A cet effet, l'invention se rapporte à une interface pivotante unique entre un bogie commun d'extrémité et deux structures ferroviaires porteuses successives, caractérisée en ce qu'elle comporte un ensemble central articulé composé d'une articulation inférieure, par laquelle l'interface est montée sur le bogie, et une articulation supérieure recevant l'une des extrémités d'une des structures wagon, ladite interface affectant la forme d'une traverse et comportant à chacune de ses extrémités un support de réception constituant avec les structures complémentaires conformées dans l'autre extrémité de la structure wagon voisine des moyens de jonction pour permettre divers mouvements de dissociation-association en vue de mettre en oeuvre tous les types de procédures ou de méthodes de chargement/déchargement et/ou de dépose de la structure wagon. 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 montrant une structure wagon complète reposant par chacune de ses extrémités avant et arrière sur un bogie . les figures 2 et 3 sont des vues en perspective respectivement de l'extrémité avant et arrière d'une structure wagon montée à l'aide de l'interface selon l'invention sur le bogie d'extrémité ; les figures 4 et 5 sont des vues simplifiées en perspective d'un bogie équipé de l'interface selon l'invention respectivement traverse montée et traverse dissociée ;; les figures 6 et 7 sont des vues simplifiées en coupe le long de la traverse de la partie supérieure du bogie équipé de l'interface selon l'invention respectivement extrémité arrière de la structure wagon montée et dissociée montrant les extrémités de deux structures wagons voisines ; les figures 8, 9 et 10 sont des vues schématiques en plan illustrant un chargement en épi dans le cas d'application à une unité routière du type semi remorque. En référence aux figures 4 et 5, un bogie 1 se compose de façon traditionnelle de deux essieux 2 et 3 qui portent, le cas échéant, des disques de frein, par exemple 4, 5, 6 et 7. Les extrémités des essieux sont montées dans des boites de roulement 8, 9, 10 et 11 supportant des blocs de jumelage 12 et 13 constituant avec divers autres éléments mécaniques un châssis non représenté en détail. Ce châssis supporte au moins une articulation à rotule 14 appelée crapaudine. Cette rotule reçoit communément à pivotement la structure inférieure d'extrémité du wagon supporté par le bogie. Pour des raisons de stabilité et de débattement lors des inclinaisons en courbe, il existe à proximité des blocs de jumelage 12 et 13 entre les roues adjacentes des supports annexes appelés lisoirs 15 et 16 associés à une suspension à débattement vertical montée par exemple sur chacun des blocs de jumelage des essieux. Pour des raisons de clarté du dessin, il n'a été représenté que les structures principales du bogie. Ainsi, certains supports mécaniques de liaison existants sont invisibles. Selon l'invention, on prévoit une interface dite de bogie adaptable à toutes les bases roulantes ferroviaires courantes appelées bogie, ladite interface de bogie permettant d'articuler et de relier simultanément les extrémités avant et arrière de deux structures wagon successives sur et par un même bogie. Ainsi, l'interface remplit non seulement la fonction de liaison commune entre deux structures wagon successives, mais elle permet de les relier à un même bogie. Cette interface de bogie est prévue pour servir de pièce de liaison commune à deux structures wagon successives 17 et 18 de même type, par exemple amovibles et déboîtables, comprenant une extrémité arrière ouverte 19 bordée de deux bras 20 et 21 terminés chacun par un moyen de jonction 22, 23 et une extrémité avant 24 conformée en V à deux branches convergentes 25 et 26 se rejoignant selon une pointe 27 où se situe le centre de pivotement 28. L'interface de bogie selon l'invention se présente sous la forme d'une traverse d'interface pivotante 29 montée sur le bogie 1 comportant un ensemble central -articulé 30 commun aux deux structures wagon successives 17 et 18. Cette traverse 29 comporte à chacune de ses extrémités un support de réception par exemple des pions de centrage 31 et 32 ou des moyens escamotables par exemple des doigts rétractables (non représentés), par exemple de forme conique, destinés à recevoir de façon dissociable chacun des bras 20 et 21 de l'extrémité arrière 19 de l'une des structures wagon supportée par le bogie commun. Ces supports de réception sont alignés conformément à l'une des caractéristiques principales de l'invention. Ils sont alignés avec le centre de la traverse. A côté de ces supports de réception ou associés ou intégrés à ceux-ci sont prévus des verrous additionnels (non représentés). Ces supports de réception constituent des moyens de jonction avec des formes complémentaires conformées dans les extrémités des bras de l'extrémité arrière 19 d'une structure wagon. La traverse 29 présente par ailleurs, en sous-face, symétriquement de part et d'autre de chaque côté de son ensemble central articulé 30, une plage d'appui par exemple sous la forme de platines rapportées 33, 34 en regard de chacun des lisoirs 15 et 16, ces platines servant de surfaces d'appui et de contact à la traverse 29. De plus, la traverse 29 d'interface peut présenter sur sa face supérieure, de part et d'autre de sa partie centrale, deux platines d'appui-frottement 35 et 36 pour deux patins 37 et 38 situés en regard sur l'extrémité avant de la structure wagon montés sur des ressorts 39 et 40 destinés à rendre moins brutal le contact d'appui lors des mouvements de roulis et par là même assurer la stabilité en roulis. La traverse 29 d'interface repose sur le bogie, d'une part, en son centre de façon articulée, et d'autre part, latéralement par ses plages d'appui sur chacun des lisoirs offrant ainsi les débattements selon les trois degrés de liberté nécessaires entre une structure wagon et un bogie. L'ensemble central articulé 30 s' avère complexe. Il comporte une articulation inférieure 41 constituée par la crapaudine 14, c'est-à-dire une rotule s'emboîtant dans le réceptacle d'un corps inférieur semi-sphérique 42 existant sur chaque bogie, rotule qui autorise des débattements dans toutes les directions, c' est-à-dire selon les trois degrés de liberté nécessaires entre une structure wagon et son bogie. L'ensemble central articulé 30 est formé d'une articulation supérieure 43 s'appuyant ou montée sur un élément ou une structure mécanique 44 solidaire de la traverse 29 d'interface Cette articulation supérieure 43 est coaxiale à l'articulation inférieure 41. Ces deux articulations présentent donc un même axe géométrique 45. L'articulation supérieure 43 reçoit de façon dissociable ou non le centre de pivotement 28 de l'extrémité avant en pointe 27 de la structure wagon constituant avec celui-ci un moyen d'articulation. Selon l'invention, il importe que l'articulation supérieure 43 permette au moins les mouvements de pivotement dans le plan horizontal visés dans le mode de chargement/déchargement utilisant le déport latéral en oblique. Ainsi, seule la fonction de pivotement est indispensable pour l'articulation supérieure 43. La compensation du faible débattement provoqué par les mouvements de roulis et de tangage peut etre assurée soit par la légère déformation élastique des structures wagon en association avec les moyens additionnels de suspension : lisoirs et/ou autres, soit par une fonction rotule ou de déformation élastique au niveau des supports de réception ou doigts rétractables, soit encore par la conjonction des moyens ci-dessus. Bien entendu, cette fonction rotule additionnelle à la fonction de pivotement, peut etre remplie simultanément au niveau de l'articulation supérieure 43 comme dans l'articulation supérieure mixte décrite ci-après. On peut ainsi envisager différentes formes techniques pour cette articulation supérieure dont la fonction générale est celle d'un pivot avec éventuellement une fonction complémentaire de rotule autorisant des mouvements de pivotement autour de l'axe commun 45 avec celui de la crapaudine, et éventuellement de faible débattements en inclinaison. On décrira ci-après à titre d'exemple une forme de réalisation de ce type d'articulation mixte pivot-rotule. Il est bien entendu que d'autres formes remplissant la même fonction entrent parfaitement dans le cadre de la présente invention. On peut citer, à cet effet, les combinaisons d'axes croisés et les montages à la cardan ainsi que tous les équivalents fonctionnant par déformation élastique. Selon une réalisation particulière, l'articulation supérieure 43 est un roulement à rotule 46 monté sur un cylindre-pivot 47 solidaire de la partie centrale de la traverse et coaxial à l'axe vertical de pivotement de la crapaudine. Ce roulement à rotule se développe autour du cylindre-pivot 47 et à l'intérieur d'une cage 48 cylindrique à surface latérale extérieure cylindrique conique 49 solidaire ou deboîtable de l'extrémité avant 24 en pointe de la structure wagon. Pour remplir simultanément les fonctions de pivotement et de rotule, l'exemple de roulement dont il s'agit est un roulement à rotule 50 sur rouleaux 51 et 52. La forme de profil biconique autorise les faibles débattements transversaux ou longitudinaux nécessaires. Selon une variante, les rouleaux peuvent être remplacés par un manchon ou un anneau de matière élastique, caoutchouc ou polymère présentant une flexibilité suffisante pour permettre les légers débattements recherchés. Selon d'autres variantes, on peut utiliser toutes combinaisons d'axes croisés ou de montages à la cardan. De façon générale, tout moyen équivalent c'est à-dire assurant la même fonction peut convenir. Dans cette configuration, l'extrémité avant 24 de la structure wagon est montée directement sur la crapaudine alors que la traverse 29 d'interface est articulée au-dessus sur une prolongation, un axe traversant l'extrémité 24 ou de toute autre façon. Bien entendu, conformément à l'esprit général inventif, les articulations restent superposées et coaxiales, c'est-à-dire que les axes de pivotement en position verticale sont confondus. Par l'exposé ci-dessus, il faut comprendre que l'extrémité avant 24 de la structure wagon peut tout aussi bien être articulée au-dessus de la traverse 29 d'interface qu'en-dessous. Ainsi, une des variantes concerne la position des articulations par rapport à la traverse qui est inverse à celle représentée sur les figures. Il importe, selon une des caractéristiques principales de l'invention, que le centre de rotation de la traverse et les supports de réception d'extrémité de la traverse se trouvent sensiblement alignés afin de réduire à une valeur minimale faible les efforts dans le châssis du bogie notamment les effets de couple de renversement lors des dissociations. Bien que l'on ne vise pas particulièrement la désolidarisation de l'extrémité avant 24 en pointe de la structure wagon d'avec le bogie, on prévoit les deux variantes de dissociation suivantes. D'abord, selon une première variante, la cage 48 du roulement à rotule est solidaire de l'extrémité avant de la structure wagon et extraite du cylindrepivot 47 à chaque dissociation. Ensuite, selon une deuxième variante, la cage 48 du roulement à rotule reste solidaire de l'extrémité du cylindre-pivot 47 utilisé comme axe de pivotement. Dans ce dernier cas, la pointe 27 en V de l'extrémité avant de la structure wagon se présente sous la forme d'un simple alésage traversant, soit cylindrique, soit conique, venant s'emboîter sur la paroi extérieure de la cage 48 du roulement à rotule. L'association et la dissociation des structures wagon successives avec l'interface unique de bogie s'effectuent par accouplement ou désaccouplement des moyens d'articulation à l'avant et des moyens de jonction à l'arrière par emboîtement/déboîtement ou retrait/poussée avec ou sans levage. I1 suffit de mouvements verticaux pour engager ou monter les éléments des moyens d'articulation à l'avant ou de jonction à l'arrière les uns dans les autres ou les uns sur les autres sur la même interface de bogie ou sans nécessiter le moindre levage dans le cas de doigts rétractables. Ainsi, les alésages coniques que présentent les extrémités des bras 20 et 21 de l'extrémité arrière 19 de la structure wagon viennent s'emboîter sur les supports de réception, par exemple les pions de centrage d'extrémité de la traverse d'interface avec fermeture des verrous additionnels (non représentés) ou se déboîter de ceux-ci par de simples mouvements verticaux. De même, l'extrémité avant de la structure wagon portant le roulement à rotule, en principe non déboîtable, peut venir se monter sur le cylindre-pivot 47 ou se dégager de celui-ci. Des moyens de levage de l'extrémité arriere intégrés à la structure wagon ou extérieurs permettront, après ouverture des verrous additionnels, de désolidariser les pions de centrage de l'alésage conique et d'obtenir la dissociation d'avec l'interface. Un simple mouvement de rotation autour de l'extrémité avant assurera le dégagement de l'extrémité arrière par un décalage en oblique. Des moyens de levage des deux extrémités permettront la dépose de la structure wagon par décalage transversal ou longitudinal. Les trois modes de chargement/déchargement et/ou dépose de la structure wagon suivants pourront être pratiqués sans aucune difficulté . mode en oblique dit en épi" par déverrouillage puis désaccouplement de l'extrémité arrière et pivotement en oblique autour de l'extrémité avant . mode vertical par déverrouillage puis mouvements verticaux de désaccouplement simultané des deux extrémités à l'aide d'un engin de levage extérieur ou intégré et dépose par levage d'ensemble ; ; . mode horizontal par déverrouillage puis désaccou plement de l'une ou l'autre des deux extrémités avant et arrière, et l'une ou l'autre des phases de décalage suivantes - décalage latéral par les deux extrémités et avec des moyens extérieurs, - décalage longitudinal par dissociation de l'extrémité arrière et avec l'aide de moyens intégrés. 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. REVENDICATIONS 1. Interface pivotante commune entre un bogie et deux structures wagon successives, caractérisée en ce qu'elle comporte un ensemble central articulé (30) composé d'une articulation inférieure (41), par laquelle l'interface est montée sur le bogie, et une articulation supérieure (43) recevant l'une des extrémités d'une des structures wagon, ladite interface affectant la forme d'une traverse (29) et comportant à chacune de ses extrémités un support de réception constituant avec les structures complémentaires conformées dans l'autre extrémité de la structure wagon voisine des moyens de jonction pour permettre divers mouvements de dissociation-association en vue de mettre en oeuvre tous les types de procédures ou de méthodes de chargement/déchargement et/ou de dépose de la structure wagon. 2. Interface selon la revendication 1, caractérisée en ce que les axes des articulations inférieure (41) et supérieure (43) sont confondus en un axe géométrique commun (45). 3. Interface selon les revendications 1 et 2, caractérisée en ce que l'articulation inférieure (41) est la crapaudine du-bogie. 4. Interface selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que l'articulation supérieure (43) est une articulation de pivotement avec une fonction de rotule. 5. Interface selon la revendication 4, caractérisée en ce que l'articulation supérieure (43) est une articulation de pivotement seule. 6. Interface selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que l'axe d'articulation commun (45) aux articulations inférieure (41) et supérieure (43) et les supports de réception sont sensiblement alignés. 7. Interface selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que l'articulation supérieure (43) est partiellement ou totalement dissociable de la traverse. 8. Interface selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que les supports de réception sont des pions de centrage (31) et (32). 9. Interface selon l'une quelconque des revendications précédentes de 1 à 7, caractérisée en ce que les supports de réception sont des doigts rétractables. 10. Interface selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que l'articulation supérieure (43) est un roulement. 11. Interface selon la revendication 10, caractérisée en ce que le roulement présente une fonction additionnelle de rotule. 12. Interface selon les revendications 10 ou 11, caractérisée en ce que la cage du roulement est dissociable de son support-pivot. 13. Interface selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que la traverse (29) est suspendue sur les lisoirs du bogie. 14. Interface selon la revendication 11, caractérisée en ce que la fonction additionnelle de rotule de l'articulation supérieure (43) est remplie par un roulement à rotule. 15. Interface selon la revendication 11, caractérisée en ce que: la fonction additionnelle de rotule de l'articulation supérieure (43) est remplie par des déformations élastiques au niveau du roulement. 16. Interface selon la revendication 11, caractérisée en ce que la fonction additionnelle de rotule de l'articulation supérieure (43) est remplie par des déformations élastiques au niveau des supports de réception. 17. Structure wagon selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que l'extrémité avant (24) est articulée au-dessus de la traverse (29) d'interface de bogie. 18. Structure wagon selon l'une quelconque des revendications précédentes de 1 à 16, caractérisée en ce que l'extrémité (24) est articulée au-dessous de la traverse (29) d'interface de bogie.