Brevet FR2810610A1 — publié le 20011228

Dispositif de levage et d'entraînement en pivotement pour la structure ferroviaire porteuse d'un wagon de transport combiné rail/route. L'invention se rapporte à un dispositif de levage et d'entraînement en pivotement pour la structure ferroviaire pivotante porteuse de la charge routière d'un wagon de transport combiné rail/route. Les wagons de transport combiné rail/route à structure ferroviaire pivotante porteuse d'une charge routière font appel pour la plupart à des organes moteurs internes pour assurer l'entrainement en pivotement de la structure ferroviaire porteuse pivotante. Il s'agit en général de moyens simples embarqués, propres wagon utilisant l'énergie disponible à bord. On peut mentionner à cet effet le dépôt PCT n 8102142 au nom de BEHRENS. Ces solutions antérieures prévoient aussi des mécanismes réducteurs et d'accouplement pour transformer le mouvement rotatif de la source mécanique en mouvement de pivotement. Ces solutions présentent plusieurs inconvénients importants. Le premier concerne la consommation d'énergie â bord qui ne peut pas être conséquente et de ce fait apporte une lenteur dans les manoeuvres en raison de la sous-motorisation des équipements. De plus, cette consommation en énergie est pénalisante pour les autres appareils à, bord et notamment ceux liés à la sécurité. Le second concerne le coût de ces organes. Le système en nécessite au moins un exemplaire par wagon non réutilisable pour 'autres wagons. Le troisième inconvénient porte sur l'amplitude de la manoeuvre de pivotement. En effet, aucun des dispositifs antérieurs ne permet de libérer toutes les extrémités de la structure ferroviaire porteuse et par conséquent d'arriver à une plus grande amplitude dans les mouvements de pivotement. L'importance de cette amplitude de pivotement conditionne le confort dans les manoeuvres et par là même l'efficacité, la sécurité et la rapidité de celles-ci. Le dernier inconvénient se rapporte à l'entretien spécifique de ces organes qui entraîne un surcoût important de la maintenance des wagons. L'invention a pour but de remédier à tous ces inconvénients simultanément tout en gardant une bonne souplesse d'utilisation. A cet effet, l'invention se rapporte à un dispositif combiné de levage et d'entraînement en pivotement pour structure ferroviaire porteuse de la charge routière dans le cadre du transport combiné rail/route. Ce dispositif se caractérise par au moins un moyen d'élévation et au moins un moyen de roulement motorisé présents au sol venant en contact d'appui et de levage puis de roulement d'entraînement en pivotement avec au moins une zone de sous-face d'au moins une extrémité de la structure ferroviaire porteuse en vue déplacement de pivotement d'au moins cette extrémité pour les opérations de chargement/déchargement de la charge routière dans ou hors de la structure ferroviaire porteuse. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront dans la description qui suit, donnée à titre d'exemple et accompagnée des dessins dans lesquels . la figure 1 est une vue schématique d'un poste de chargement/déchargement montrant le dispositif de levage sur la voie et les rouleaux porteurs motorisés sur le quai ; la figure 2 est une vue en perspective d'ensemble du dispositif de levage selon l'invention vu en oblique et de dessus ; la figure 3 est une vue en perspective d'ensemble du dispositif de levage selon l'invention vu en oblique et,de dessous ; la figure 4 est une vue en perspective montrant le dispositif selon l'invention, la piste d'appui et de roulement et schématiquement l'extrémité de la structure porteuse du wagon avec laquelle entrent en contact de levage et de roulement les rouleaux motorisés du dispositif selon l'invention ; les figures 5 à 8 sont des schémas montrant les différentes phases de fonctionnement . en position basse escamotée de repos (figure 5) . mouvement d'élévation sans charge (figure 6) . contact avec la sous-face du wagon (figure 7) . mouvement d'élévation sous charge (figure 8) la figure 9 est une vue schématique correspondant à la figure 8 sur laquelle a été représenté un dispositif de retenue d'une plate-forme d'extrémité. dispositif . d'élévation décrit ci-après réalisant aussi l'abaissement de la structure ferroviaire porteuse, il serait plus complet de l'appeler dispositif de levage-abaissement. Pour éviter des lourdeurs et dans un esprit de simplification on se contentera de le qualifier ci-après uniquement de dispositif de levage pour cette fonction. I1 assure aussi l'entraînement en pivotement de la structure ferroviaire porteuse. se référant à la figure 1, le dispositif combiné de levage et d'entraînement en pivotement 1 est prévu pour être installé sur une voie ferrée 2 présentant deux quais 3 et 4 de chargement/déchargement se développant de part et d'autre de la voie 2. Le dispositif 1 est monté de préférence entre les deux rails d'un poste 5 de chargement/déchargement représenté dans sa généralité sur la figure 1. Selon le type de wagon, comme celui utilisé pour le poste représenté sur la figure 1, il peut s'avérer nécessaire de prévoir deux dispositifs de levage tels que 1, l'un pour chacune des extrémités d'une structure porteuse ferroviaire 6. En effet, dans le cas représenté, cette structure porteuse est soulevée simultanément par ses deux extrémités et pivotée autour d'un centre de pivotement central non représenté. I1 peut s'agir aussi d'un pivotement autour d'un centre de pivotement d'extrémité. Pour des raisons de simplification car les deux dispositifs 1 de levage et d'entraînement en pivotement sont identiques, il ne sera décrit ci-après qu'un seul dispositif. Ce dispositif 1 est complété par une série de plusieurs rouleaux porteurs et de préférence entraîneurs par exemple deux trains 7 et 8 de trois rouleaux montés sur un quai respectivement 3 et 4 et destinés à recevoir, à reprendre et éventuellement mais non nécessairement à continuer à faire pivoter la structure ferroviaire porteuse 6 par son fond dès que son porte-à-faux vers le quai dépasse une certaine limite, ceci pour arriver à une bonne stabilité et sécurité des mouvements de pivotement. Les rouleaux de ces trains 7 et 8 de rouleaux sont logés dans un évidemment de la structure du quai comme représenté sur la figure 1 â une distance convenable du bord du quai. Ils dépassent légèrement de la surface du quai pour reprendre le fond de la structure porteuse en porte-à- faux sur le' quai. Ces rouleaux de préférence motorisés sont des ensembles formés chacun d'un cylindre tournant 9 de forme légèrement tronconique pour bénéficier des différences de vitesses circonférencielles d'une extrémité à l'autre en vue d'éviter les glissements. Leur surface latérale est de préférence recouverte d'une bande métallique de roulement 10 arrivant en contact avec une piste d'appui et de roulement 11 (figure 4) propre à au moins une extrémité de la structure ferroviaire porteuse 6 du wagon. Ils comportent un bloc-moteur électrique 12 d'entraînement du rouleau en rotation dans l'axe du rouleau. Comme indiqué, les structures ferroviaires porteuses 6 présentent à au moins une de leurs extrémités en sous-face une piste plane d'appui et roulement 11, par exemple sous la forme d'une plaque rapportée ou toute autre forme de réalisation. En raison du caractère pivotant du mouvement, ces pistes 11 presentent une forme générale incurvée dont le rayon de courbure est identique ou proche de la distance la séparant du centre de pivotement de la structure ferroviaire porteuse 6 comme représenté sur la figure 4. Bien qu'une réalisation à deux dispositifs levage et d'entraînement en pivotement ait été représentée, il faut considérer que l'invention se rapporte également à des réalisations à un seul dispositif, par exemple celles présentant un centre de pivotement en extrémité ou en un endroit décentré quelconque du wagon. Dans ce cas, le dispositif combiné de levage et 'entraînement en pivotement est sensiblement identique ou équivalent à celui qui sera décrit ci- après et par conséquent une nouvelle description n'est pas nécessaire. De façon générale, le dispositif de levage et d'entraînement en pivotement selon l'invention se présente sous la forme d'un ensemble mécanique 13 monté sur la voie ferrée 2 entre les deux rails au niveau d'un emplacement réservé au chargement/déchargement appelé ci-après poste 5 de chargement/déchargement. Les parties inférieures de cet ensemble mécanique 13 sont logées dans une fosse adaptée de manière à rendre minimale la hauteur de la saillie que représente cet ensemble par rapport au sol. La partie logée dans le sol est de préférence protégée des intempéries et des agressions extérieures par une plaque de séparation. On peut également envisager de monter l'ensemble mécanique 13 sur un chariot mobile le long de la voie dans une tranchée entre les rails de la voie. Une protection amovible contre les intempéries peut également être prévue pour la partie supérieure par exemple sous la forme d'un capot (non représenté). L'ensemble mécanique 13 du dispositif selon l'invention est monté en plus sur une plaque de base assurant l'assise mécanique et son montage sur la fosse ou un support de maintien entre les rails. Pour des raisons de simplification ces derniers moyens n'ont pas été représentés. L'ensemble mécanique 13 du dispositif 1 selon l'invention se compose d'une part d'un caisson pivotant 14 autour d'un axe horizontal 15. Le caisson pivotant 14 se divise en deux branches 16 et 17 ou plus portant chacune en extrémité une unité motorisée 18 et 19 formée de rouleaux motorisés 20 et 21 réunis entre eux par 1 intermédiaire d'un élément tubulaire transversal commun 22. Chaque rouleau motorisé 20 ou 21 est porté également par un support basculant articulé 23 et 24. L'élément tubulaire transversal 22 traverse l'extrémité des branches 16 et 17 dans un fourreau supporté à encliquetage dans une pièce de réception 25 entrée profilée en V. Chaque support articulé basculant 23 et 24 est relié à la tige motrice d'un vérin d'élévation respectivement 26 et 27 dont le corps est monté pivotant autour d'un axe 28 et 29 à palier déformable sur des supports annexes respectivement 30 et 31 formés par exemple de deux chapes parallèles telles que 32 et 33 leur conférant une possibilité d'absorber les écarts latéraux. Ces vérins d'élévation 26 et 27 agissent chacun en poussée vers le haut sur les supports articulés portant les unités de rouleaux motorisés en vue de provoquer leur mouvement simultané d'élévation. Les rouleaux motorisés 20 et 21 sont du même type. que ceux déjà décrits car formant les trains de rouleaux situés sur le quai. Ils sont constitués chacun d'un cylindre tournant 9 recouvert d'une bande métallique de roulement 10 de forme légèrement tronconique. Ils sont montés sur un axe longitudinal radial par rapport au centre de pivotement de la structure porteuse 6 autour duquel s'effectue la rotation sous l'effet d'un moteur d'entraînement électrique 12. Leur disposition est légèrement convergente vers le centre de pivotement de la structure porteuse 6 choisi central dans notre exemple. Cette disposition permet d éviter le risque de ripage transversal lors du contact de levage et du mouvement d'entraînement en pivotement de cette structure porteuse 6. Ces rouleaux motorisés 20 et 21 sont destinés à venir dans un premier temps en contact de poussée verticale avec la piste 11 d'appui et de roulement que présente en sous-face au moins une extrémité de la structure ferroviaire porteuse (figure 4) pour la lever sous l'effet des vérins d'élévation. Après élévation de la structure porteuse, leur mise en rotation provoque l'entraînement en pivotement de la structure ferroviaire porteuse par un roulage d'entraînement sur la piste d'appui et de roulement. Un mécanisme de rattrapage permet d'assurer aux rouleaux motorisés 20 et 21 un contact complet â plat avec la piste d'appui et de roulement 11. Ce mécanisme de rattrapage est représenté schématiquement par une succession de vues de profil illustrant le fonctionnement sur les figures 5 à 8. Pour éviter l'usure prématurée, il fallait assurer un dernier mouvement d'approche et un mouvement de levage selon une trajectoire verticale ou quasi verticale de façon à éviter les ripages entre chaque rouleau motorisé et la piste au moment du contact et pendant le levage. Pour ce faire, un exemple de solution est décrit ci-après. D'autres solutions équivalentes entrent dans le cadre de l'invention. Selon cette variante, l'axe de pivotement 15 du caisson pivotant 14 est déplaçable par rapport à sa position de départ correspondant à la position escamotée horizontale de repos du caisson. Son déplacement permet d'obtenir une trajectoire approximativement verticale procurée par les vérins d'élévation pour l'extrémité du caisson et donc pour les rouleaux motorisés et ceci sur la portion de trajectoire correspondant à la phase finale d'approche et au levage. Les moyens envisagés sont les suivants. L'axe de pivotement 15 du caisson pivotant 14 est monté par exemple à chacune de ses extrémités sur deux biellettes elles mêmes basculantes autour d'un axe secondaire 34. Lors de la course morte, c'est-à-dire pendant la poussée à vide des vérins d'élévation avant le contact des rouleaux motorisés avec la piste d'appui et de roulement, aucun effort important de poussée n'agit sur ceux-ci. Les vérins d'élévation élèvent simplement les rouleaux motorisés. Le caisson 14 pivote uniquement autour de son axe de pivotement 15 qui reste fixe par rapport à sa position d'origine (figures 6 et 7). Cet axe de pivotement 15 étant mobile va se déplacer vers l'avant sous l'effet de la traction oblique par le caisson soumis à l'élévation par les vérins. L'arrangement décrit assure par le faible déplacement de l'axe de pivotement 15 du caisson 14 l'allongement nécessaire du bras de levier géométrique pour transformer l'arc circulaire de trajectoire en segment quasi rectiligne sur la partie finale de la trajectoire (figures 8 et 9). On a décrit ci-dessus une forme de réalisation du dispositif dans laquelle les moyens de levage et les moyens de roulement sont combinés dans un même ensemble mécanique 13. I1 convient de préciser que toutes les réalisations équivalentes dans lesquelles les moyens de levage et les moyens de roulement ne sont pas combinés, c'est-à-dire sont juxtaposés ou séparés, entrent dans le même concept inventif. La combinaison des mouvements de levage et de roulement peut également intervenir. Dans tous ces cas, les réalisations correspondantes entrent dans le cadre de l'invention. On peut ainsi adjoindre au caisson pivotant une fonction supplémentaire. I1 peut comporter un moyen de soutien et de maintien en position de la plate-forme d'extrémité correspondante du wagon pendant les opérations de chargement/déchargement. Une illustration de ce moyen est donnée par la figure 9 sur laquelle la face supérieure du caisson 14 comporte une structure réceptrice et de blocage 35 en V dans laquelle.vient se loger à blocage l'extrémité 36 du retour 37 vers le bas du corps des plates-formes d'extrémité. Le fonctionnement comporte les phases générales suivantes. Le wagon de transport combiné rail/route est immobilisé avec une certaine tolérance à l'emplacement du poste 5 de chargement/déchargement en vue par exemple d'un chargement. La position d'arrêt du wagon â l'emplacement prévu correspond aux positions des plates-formes d'extrémité qu'il faut sauvegarder dans le cas de l'immobilisation de celles-ci, chacune à partir d'un dispositif situé sur la voie. On actionne ces dispositifs s'il s'agit de dispositifs indépendants. Dans les autres cas envisagés, les positions relatives sont maintenues automatiquement par une liaison mécanique entre les plates-formes d'extrémité ou par une fonction annexe du ou des dispositif (s) de levage et de pivotement tel que celui décrit ci-dessus. On procède donc à la mise en oeuvre du ou des dispositif(s) de levage et de pivotement. Les vérins d'élévation sont actionnés pour permettre le rapprochement des rouleaux motorisés 20 et 21 vers la piste d'appui et de roulement 11 correspondante de sous-face d'extrémité de la structure ferroviaire porteuse 6. Les rouleaux motorisés 20 et 21 se lèvent jusqu'à contact doux et à plat avec la piste d'appui et de roulement 11 par le jeu du mécanisme de rattrapage. Suivent alors, après le déverrouillage des liaisons d'assemblage dissociables entre la structure porteuse et les plates-formes d'extrémité, les mouvements de levage coordonnés des deux extrémités de la structure ferroviaire porteuse ou de la seule extrémité correspondante. Le mouvement de levage se décompose en deux parties. La première concerne une fraction du déplacement correspondant à la détente des suspensions des plates-formes d'extrémité. La seconde concerne le levage proprement dit qui s'arrête peu après la dissociation des extrémités entre la structure porteuse 6 et les conformations de réception des plates-formes d'extrémité, l'élévation supplémentaire étant en générale faible car il n'existe pas d'obstacle au pivotement sur les plates-formes d'extrémité. Les rouleaux motorisés 20 et 21 sont ensuite actionnés en rotation par leur propres moteurs de manière à faire pivoter les extrémités de la structure porteuse pivotante du corps du wagon dans le même sens de pivotement jusqu'à la reprise des coins correspondants des extrémités de la structure porteuse 6 par les trains 7 et 8 des moyens motorisés de support-roulage sur le quai. Le pivotement s'effectue jusqu'à dégagement complet des extrémités de la structure ferroviaire porteuse de chaque plate-forme d'extrémité par un mouvement de pivotement d'amplitude suffisante pour le dégagement des extrémités de la structure ferroviaire porteuse et le positionnement oblique d'angle suffisant pour procurer une certaine aisance dans les manoeuvres de chargement/déchargement. Le chargement ou le déchargement peut alors avoir lieu. La charge routière accède à la structure ferroviaire porteuse par ses propres moyens, par exemple pour une semi-remorque par le tracteur qui la déplace. Les mouvements de fermeture du wagon s'effectuent dans le sens inverse. REVENDICATIONS 1. Dispositif de levage et d'entraînement en mouvement de pivotement d'au moins une extrémité d'une structure ferroviaire de transport (6) pivotante et porteuse d'une charge routière en vue des opérations de chargement/déchargement d'un wagon présent dans un poste de chargement/ déchargement de transport combiné rail/route caractérisé par au moins un moyen d'élévation et au moins un moyen de roulement motorisé présents au sol venant en contact d'appui et de levage puis de roulement d'entraînement en pivotement avec au moins une piste (11) de sous-face d'au moins une extrémité de la structure ferroviaire porteuse (6) en vue du déplacement de pivotement d'au moins cette extrémité lors des opérations de chargement /déchargement de la charge routière dans ou hors de la structure ferroviaire porteuse (6). 2. Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que le au moins un moyen d'élévation et le au moins un moyen de roulement sont combinés dans un même ensemble mécanique unique (13). 3. Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que les moyens de roulement sont portés par un ensemble pivotant (14). 4. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que les moyens de roulement sont déplaçables sensiblement verticalement sous l'effet d'un moyen de poussée. 5. Dispositif selon la revendication 3 ou 4 caractérisé en ce que les mouvements de pivotement de l'ensemble pivotant (14) portant les moyens de roulement sont corrigés par un mécanisme de rattrapage en vue d'une trajectoire finale d'approche et de levage sensiblement rectiligne et verticale. 6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que les mouvements de pivotement de l'ensemble pivotant (14) et les mouvements de poussée du levage sont combinés. 7. Dispositif selon la revendication 5 caractérisé en ce que le mécanisme de rattrapage consiste rendre déplaçable l'axe de pivotement (15) de l'ensemble pivotant (14). 8. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que les moyens de roulement sont des rouleaux motorisés (20) et (21) à surface de roulement métallique légèrement tronconique faisant partie d'un ensemble motorisé et présentant chacun un moteur d'entraînement (12) dans l'axe de rotation des rouleaux. Dispositif selon la revendication précédente caractérisé en ce que les axes de rotation des rouleaux sont orientés radialement par rapport au centre de pivotement de la structure ferroviaire porteuse. 10. Dispositif selon la revendication 2 9 caractérisé en ce que l'ensemble mécanique unique (13) présente la fonction supplémentaire de maintien en position de la plate-forme d'extrémité adjacente du wagon sur lesquelles repose la structure ferroviaire porteuse. 11. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 2 à 10 caractérisé en ce que l'ensemble mécanique unique (13) est monté déplaçable longitudinalement par rapport à la voie ferroviaire. 12. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que la piste (11) de sous face d'au moins une extrémité de la structure porteuse est en arc de cercle centré sur le centre de pivotement entre cette structure porteuse et le wagon.