Brevet FR2777250A1 — publié le 19991015

Perfectionnements aux dispositifs de commande de trappes wsgnnS servant ;411 transport dP mat lPrf^.s en vrae La présente invention est relative aux systèmes de fermeture et/ou d'ouverture de trappes de wagons servant au transport en vrac de matières telles que des céréales, des graviers, du minerai, du charbon ou autres. Pour le transport de telles matières, on utilise des wagons dont les parois inférieures sont obliques et munies d'ouvertures fermées par des trappes, qui sont placées soit latéralement, soit en-dessous du wagon. Dans les wagons à trappes latérales, celles-ci sont dans le prolongement des parois latérales obliques. Elles sont fermées par des verrous mécaniques. Lorsque le wagon arrive sur le lieu de déchargement, les verrous sont ouverts manuellement et les trappes s'ouvrent sous l'effet de la poussée exercée par la matière. Lorsque le wagon est vide, les trappes pendent à la verticale et sont alors refermées manuellement en les poussant vers leur position d'origine. Dans les wagons où les trappes sont placées en dessous du wagon, celles-ci sont disposées par paires en vis-à-vis. Elles sont maintenues en position par un verrou disposé sur une des trappes, celle qui est munie d'un verrou, maintenant l'autre. Lorsque le verrou est libéré (en général par un moyen mécanique placé sur le côté de la voie) les deux trappes s'ouvrent sous l'effet du poids de la matière en comprimant un ressort. Lorsqu'elles arrivent en position d'ouverture complète elles sont maintenues dans cette position ouverte par un système de crochets. Le wagon après avoir été vidé, circule sur la voie avec ses trappes ouvertes jusqu'à ce que le crochet qui maintient les trappes ouvertes soit libéré par un moyen mécanique placé sur la voie et les trappes se referment sous l'action de leurs ressorts. Ce dispositif a été amélioré par l'utilisation de ressorts oléo-pneumatiques, c'est-à-dire constitués d'un cylindre, rempli liquide hydraulique, muni d'un piston attelé à une trappe, ce cylindre étant relié à un accumulateur hydro-pneumatique gonflé suivant les besoins. En s'ouvrant sous le poids de la matière la trappe repousse le piston qui refoule le liquide hydraulique dans l'accumulateur. Lorsque le crochet, maintenant les trappes ouvertes, est libéré, le liquide emmagasiné sous pression dans l'accumulateur refoule le liquide qui repousse le piston lequel provoque la fermeture de la trappe à laquelle il est attelé. Cette disposition est particulièrement avantageuse parce qu'elle permet, en disposant un passage calibré entre l'accumulateur et le piston, d'ajuster à volonté la vitesse de fermeture des trappes. Cela permet d'une part d'éviter les fermetures trop brutales (ce qui à la longue détruit le matériel) et d'autre part, en réglant différemment les passages calibrés, d'assurer la fermeture des trappes dans un ordre correct : l'une des trappes, dite trappe primaire, se fermant en premier, l'autre trappe, dite trappe secondaire, se fermant ensuite. La présente invention est relative à ce système de trappes à fermeture provoquée par l'action de ressorts hydrauliques. La présente invention est caractérisée par le fait que le mouvement de fermeture de chaque piston est commandé par un clapet disposé entre l'accumulateur et le piston, ce clapet étant piloté par tout moyen extérieur approprié. Le moyen de commande du clapet peut être mécanique, électrique, hydraulique ou pneumatique. De préférence, le clapet est un clapet anti-retour à deux étages, un premier étage constitué par un clapet anti-retour piloté et un deuxième étage constitué par un clapet anti-retour muni d'un passage calibré de telle sorte que les deux clapets anti-retour soient ouverts par le liquide lorsque le piston refoule le liquide dans l'accumulateur, et soient fermés par le liquide lorsque le liquide est refoulé par l'accumulateur et que, lorsque le premier clapet est mis en position d'ouverture par la commande extérieure, le deuxième demeure en position fermée tout en étant traversé par le liquide à travers son passage calibré. A titre d'exemple non limitatif et pour faciliter la compréhension de l'invention, on a représenté aux dessins annexés Figure 1: une vue schématique illustrant le dispositif connu, Figure 2: une vue schématique illustrant le dispositif selon l'invention avec un moyen de commande mécanico-hydraulique, Figure 3: un schéma de principe illustrant les deux clapets hydrauliques, Figure 4: un schéma de principe illustrant le mode de réalisation du moyen de commande de la figure 2, Figure 5: une vue en coupe longitudinal d'un exemple de réalisation d'un ressort oléo-pneumatique à clapet piloté selon l'invention. La figure 1 illustre un dispositif connu. Le châssis 1 du wagon porte deux trémies 2, chacune des trémies 2 étant fermée par une paire de trappes 3, la trappe 3' étant la trappe primaire et la trappe 3" étant la trappe secondaire. Les trappes 3' et 3" sont attelées par un levier 4 à un piston hydraulique 5 relié à un accumulateur 6. Les différents leviers 4 sont reliés les uns aux autres par des bielles 7. Deux crochets 8 de verrouillage des trappes en position fermées sont attelés l'un à l'autre par une bielle 9 elle-même actionnée par un levier basculant 9a, usuellement dénommé "pendard". Lorsque les trappes sont fermées ces crochets 8 font prise sur des pièces 8a portées par les trappes secondaires 3" et maintiennent ainsi les quatre trappes fermées. Les deux trappes les plus proches l'une de l'autre sont munies l'une d'un anneau 9b, l'autre d'un crochet 9c destiné à s'accrocher dans l'anneau 9b. L'anneau 9c est solidaire d'un bras muni à son extrémité d'un galet 9d. Le wagon se déplaçant dans le sens de la flèche F, lorsque le levier 9a heurte la butée B (qui se trouve sur le côté de la voie), la bielle 9 fait pivoter les deux crochets 8 qui se dégagent des pièces 8a ce qui libère les trappes. Sous le poids de la matière M les trappes s'ouvrent. En s'ouvrant, elles repoussent les pistons 5 dans leurs cylindres de sorte que le liquide hydraulique qu'ils contiennent est refoulé dans les accumulateurs 6. En fin de mouvement d'ouverture, le crochet 9c vient s'accrocher à l'anneau 9b ; de sorte que lorsque la matière M s'est complètement écoulée hors du wagon, les trappes ne peuvent pas se refermer. Dans cette position des trappes, le galet 9d est en position basse, à proximité du sol. Le wagon continuant à avancer, le galet 9d va venir rouler sur une surface faisant came (usuellement appelée "crocodile"), ce qui va dégager le crochet 9c de l'anneau 9b et libérer les trappes. Le liquide hydraulique emmagasiné sous pression dans les accumulateurs 6, repousse les pistons 5, qui, au moyen des leviers 4, referment les trappes. Pour assurer que les trappes se referment dans l'ordre voulu, les ensembles accumulateurs 6-pistons 5 des trappes secondaires 3" sont munis d'un dispositif qui freine l'écoulement du liquide hydraulique et donc ralentit leur fermeture. Ces dispositifs présentent l'inconvénient majeur que si les trappes ne s'ouvrent pas suffisamment pour être solidarisées par le crochet 9c et l'anneau 9b elles se referment de façon intempestive. Un tel incident peut se produire par exemple si la matière M s'écoule mal. Elles présentent aussi l'inconvénient de nécessiter pour leur fermeture des moyens mécaniques qui peuvent se fausser. La présente invention a pour objet de supprimer ces deux inconvénients, ce qui est obtenu en commandant le retour des pistons 5 au moyen d'un système de clapets pilotés. Sur la figure 3, on voit que le piston 5 coulisse dans un cylindre 50 qui est relié par une conduite 51 à l'accumulateur 6. Sur cette conduite 51 sont disposés en série deux clapets anti-retour 52 et 53. Le clapet anti-retour 53 est traversé par un passage calibré 54 ; tandis que le clapet anti-retour 52 est piloté par un vérin 56 qui, lorsqu'il est actionné, soulève de son siège le clapet anti-retour 52 à l'encontre d'un ressort de rappel 57. Ainsi, lors de l'ouverture d'une trappe 3, le piston 5 rentre dans son cylindre 50 en refoulant le liquide hydraulique qui s'y trouve. Ce liquide soulève le clapet anti-retour 52 et le clapet anti-retour 53 et pénètre dans l'accumulateur 6. Lorsque l'action sur la trappe cesse, le liquide sous pression se trouvant dans l'accumulateur 6 referme le clapet anti-retour 52. Toutes les pièces sont alors immobilisées par verrouillage hydraulique : le piston 5 ne peut plus bouger et cela immobilise le levier 4 auquel il est attelé et donc la trappe correspondante. Ainsi, quelle que soit la position de la trappe 3, c'est-àdire qu'elle soit entièrement ou partiellement ouverte, elle est immobilisée dans cette position, ce qui élimine toute fermeture intempestive. Pour provoquer la fermeture des portes, il faut alors commander l'ouverture du clapet 52 au moyen du vérin 56. Lorsqu'il est actionné, le vérin 56 ouvre le clapet antiretour 52, c'est-à-dire dans l'exemple représenté, soulève la bille de ce clapet. Le liquide sous pression est alors refoulé par l'accumulateur 6 dans la canalisation 51, ce liquide traverse le clapet anti-retour 53 par son orifice calibré 54 (ce qui permet de ralentir le mouvement de fermeture de la trappe), traverse le clapet 52 qui est ouvert, pénètre dans le cylindre 50 et repousse le piston 5 qui agit sur le levier 4 pour fermer la trappe 3. Les passages calibrés 54 des deux pistons 5 des deux trappes 3' et 3" d'une même paire peuvent être réglés de façon que la trappe primaire 3' se referme avant la trappe secondaire 3". Il faut cependant noter que si la présence du deuxième clapet anti-retour 53 muni d'un passage calibré 54 est souhaitable, elle n'est pas indispensable. La figure 4 illustre un mode de réalisation de la commande du pilotage du clapet 52, cet exemple n'étant donné qu'à titre indicatif et non limitatif. Le levier basculant 9a (ou pendard) lorsqu'il heurte une butée bascule selon la flèche f. Ce faisant, il actionne le maître-cylindre 70, analogue au maître-cylindre de commande de frein d'automobile. Le maître cylinde 70 est relié par une canalisation 71 au vérin de pilotage 56 qui commande l'ouverture du clapet 52. Lorsque le piston 5 arrive en bout de course, en fermant la trappe primaire 3', hors de son cylindre 50, il agit à son tour sur un deuxième maître cylindre 72, identique au premier. Ce maître-cylindre 72 est relié, par une conduite 73, au vérin de pilotage 56, de l'autre ensemble 5-6, qui agit à son tour sur la trappe secondaire 3". On assure ainsi une séquence de fermeture correcte des deux trappes 3' et 3" d'une même paire. Il est bien évident que, sans sortir du cadre de la présente invention on peut employer tout autre émetteur de signal vers le vérin de pilotage 56 que les maître-cylindres 70/72 actionnés mécaniquement par un levier tel que le pendard 9a. Les wagons de chemin de fer ayant des freins à commande pneumatique on peut remplacer les maître-cylindres 70/72 ou même directement les vérins de pilotage 56 par des vérins pneumatiques, reliés au système de freinage, ces vérins étant actionnés par tout signal approprié, par exemple par un signal électrique. La figure 5 représente un exemple de réalisation industrielle du dispositif de la figure 3, les mêmes éléments portant les mêmes références. Il est simplement à remarquer que le clapet 52 est constitué par une bille maintenue sur son siège par un ressort et soulevée de son siège par une tige actionnée par le piston du vérin 56; et que le clapet 53 est constitué par une pièce triangulaire traversée en son centre par l'orifice calibré 54. Le liquide refoulé par le piston 5 soulève cette pièce et le liquide passe le long des cotes du triangle; en sens inverse cette pièce triangulaire obture l'orifice sur lequel elle repose et ne livre passage au liquide que par son orifice calibré 54. REVENDICATIONS 10) Dispositif d'ouverture/fermeture de trappes (3) de wagons de transport de matières en vrac, du type dans lequel les trappes (3) sont disposées par paires, une trappe primaire (3') et une trappe secondaire (3"), ces trappes étant attelées, par l'intermédiaire de leviers (4) à des ressorts oléo-pneumatiques constitués chacun par l'association. d'un piston (5) et d'un accumulateur (6) caractérisé par le fait que la liaison (51) entre le piston (5) et l'accumulateur (6) est munie d'un clapet anti-retour (52) piloté, qui permet librement le passage du liquide hydraulique refoulé par le piston (5) depuis le cylindre (50) vers l'accumulateur (6) mais ne permet la circulation en sens inverse que Si son ouverture est commandée. 20) Dispositif selon la revendication 1, dans lequel l'ouverture du clapet anti-retour (52) est commandée par un vérin de pilotage (56). 3 ) Dispositif selon la revendication 2 dans lequel le clapet anti-retour piloté (52) est constitué par une bille qui est soulevée de son siège par une tige (58) actionnée par le vérin de pilotage (5S). 4 ) Dispositif selon l'une quelconque des revcndicatj ons 1 à 3 dans lequel le clapet anti-retour (52) est associé à un deuxième clapet anti-retour traversé par un n passage calibré (54). 50) Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1. à 4 dans lequel le ""érin de pilotage est actionné par un mai.tre- cylindre (70) auquel il est relié par une conduite (7t). 60) Dispositif selon la revendication 5 dans lequel chaque paire de trappes (3) est attelée à un ensemble piston (5)/accumulateur (6), le vérin de pilotage (56) du premier ensemble étant actionné par un premier maître-cylindre (70) mis en oeuvre par tout moyen approprié et le vérin de pilotage (56) du deuxième ensemble étant actionné par un deuxième maître cylindre (72) qui, lui, est mis en oeuvre par le piston (5) du premier ensemble lorsqu' il arrive en fin de course.