Brevet FR2999514A1 — publié le 20140620

BUT DE L'INVENTION L'invention a pour but de faciliter le chargement et le déchargement de poids lourds sur des wagons de ferroutage à partie centrale surbaissée. ETAT DE L'ART L'étude des brevets déposés pour le chargement des camions sur des wagons de ferroutage fait apparaitre deux grands types de méthodes de chargement. La première consiste à utiliser des wagons dont le plateau central surbaissé (ou pas) pivote. Cela nécessite des wagons et des aménagements de quai coûteux. Cela demande aussi une place importante sur les quais pour les manoeuvres des poids lourds. Dans cette catégorie on trouve notamment les brevets suivants : WO 2006/031178, EP540132, EP1348603, FR2810612 et bien d'autres de la même famille. La deuxième solution consiste à soulever ou à pousser le plateau sur lequel se situe le camion de manière transversale, sur le quai, avec des élévateurs ou des poussoirs. Dans ce cas, les wagons sont simplifiés et moins coûteux, mais les éléments situés sur le quai le sont beaucoup plus, car il faut utiliser des moyens de levage ou de poussage puissants. Dans cette catégorie on trouve les brevets suivants : EP1634792, FR2843929, FR2850929, mais il en existe bien d'autres. Ces deux méthodes sont coûteuses en terme d'investissement de départ (coût des wagons, des 30 quais spécialement aménagés et des équipements de quai) mais également en termes de temps pour réaliser l'ensemble des opérations de chargement et de déchargement. La présente invention a pour but de remédier à l'ensemble de ces défauts en ayant une méthode de chargement simple, rapide, et surtout peu coûteuse en investissement de départ. 35 Cette invention se compose : - de wagons surbaissés dans leur partie centrale (figures 10 à 13). - D'un plateau indépendant du wagon sur lequel est stationné le camion, et qui reposera sur 40 la partie centrale surbaissé du wagon. Ce plateau indépendant (figures 19 et 20) est équipé de roues de petit diamètre qui roulent sur l'épaulement du quai lors de l'entrée et de la sortie du train en station de chargement et déchargement. - De stations de chargement et de déchargement, qui sont composées de quais opposés (que nous nommerons quai Nord et quai Sud) séparé par un quai central (figure 27). Ces 45 quais sont équipés d'épaulements de quai (figure 2) sur lesquels viendront rouler les plateaux indépendants au moment de l'entrée et de la sortie des wagons en station de chargement et de déchargement. 50 DEFINITIONS ET GENERALITES: On désignera sous le terme d' « épaulement de quai » (26), le décrochement qui se situe sur les bords du quai (figure n° 2). C'est sur ce bord de quai situé plus bas que le reste du quai, que viendra rouler le plateau indépendant. Les dimensions de cet « épaulement de quai » sont constantes sur toute la longueur du quai. La hauteur de cet « épaulement de quai » est égale à l'épaisseur du plateau indépendant. On désignera sous le terme de « plateau indépendant » (10), le plateau sur lequel vient stationner le camion pour toute la durée du transport. Ce plateau indépendant se pose sur la partie centrale surbaissée du wagon en position de route. On désignera sous le terme de « segment de train » un ensemble de x wagons à partie centrale surbaissée, tracté par une ou plusieurs locomotives. Un « segment de train » est un ensemble de wagons pouvant être chargé ou déchargé en une seule opération à la station de chargement. De la longueur du « segment de train » dépendra donc la longueur du quai de la station de chargement. Un train au complet pouvant être composé quant à lui de plusieurs « segments de train », 25 un segment de train pourrait être composé de 8 wagons par exemple. Le train pourrait comporter de 4 à 8 « segments de train» ce qui représenterait un train de 32 à 64 wagons, chacun de ceux ci emportant un poids lourd. L'ensemble des wagons d'un segment, étant bien entendu tous dirigés dans le même sens, avec 30 leurs plaques basculantes toutes situées à la même extrémité (par exemple Sud). On désignera sous le terme de « quais opposés » deux quais dont les voies sont parallèles mais qui s'arrêtent l'un en face de l'autre, séparé par un quai central d'environ 100 mètres de long (figure n° 27). 35 1 / LE WAGON (1) Il se présente sous la forme (figures 10 à 13) : - d'une partie centrale surbaissée (2), située à quelques centimètres au dessus des voies - de deux extrémités surélevées (3) dans lesquelles on trouve, les éléments de roulage, de freinage, de verrouillage, d'actionnement de vérin et de commandes diverses. - d'un plateau indépendant (10) qui se pose sur la partie centrale surbaissée (2) du wagon. C'est sur ce plateau indépendant (10) que stationnent les poids lourds. - D'une plaque basculante (4) située sur l'une des deux extrémités du wagon permettant d'assurer le passage des camions d'un wagon à l'autre. A / La partie centrale surbaissée (2) : - elle se situe quelques centimètres au dessus des voies (entre 5 et 20 centimètres). - Elle est composée de poutres IPN d'une vingtaine de mètres de long (probablement entre 17 et 21 mètres) disposées dans le sens de la longueur formant ainsi le plancher central du wagon - La largeur de la partie centrale surbaissée du wagon est inférieure à celle du plateau indépendant qui se pose sur elle. C'est sur ce plancher (de 1,6 à 2 mètres de large) que se pose le plateau indépendant (environ 2,60 mètres de large). B / Les deux extrémités surélevées du wagon (3) : - C'est à l'intérieur de ces deux extrémités que se trouvent tous les éléments de roulage, de freinage, de suspension, de verrouillage, et d'actionnement de vérin du wagon. - La hauteur de ces deux extrémités de wagons étant égale à la hauteur du quai de déchargement en zone C, cette hauteur devra être déterminée avec méthode. Une fois déterminée, cette hauteur sera en effet reprise dans l'ensemble des installations de chargement et de déchargement du réseau, et ne pourra donc être modifiée facilement. - La largeur des extrémités des wagons dans leur partie haute est égale à la largeur du plateau indépendant, de façon à assurer la continuité de roulage. - La largeur des extrémités des wagons dans leur partie basse est égale à la largeur d de la partie centrale surbaissée du wagon. 40 C / Le plateau indépendant (10): Il se pose sur la partie centrale surbaissée du wagon (2). Sa longueur sera comprise entre 17 45 et 21 mètres, et sa largeur entre 2,5 et 3 mètres. La largeur de ce plateau est supérieure à celle de la partie centrale surbaissée du wagon d'environ 30 centimètres à 1 mètre. La longueur de ce plateau indépendant est très légèrement inférieure (de quelques centimètres) à la longueur de la partie centrale surbaissée du wagon sur laquelle ce plateau se 50 pose. Ce plateau indépendant (figures 19 et 20) est composé : - d'une plaque métallique (11) d'une épaisseur de 10 à 25 millimètres sur toute la surface du plateau. - De poutres IPN (12) soutenant la plaque métallique, et positionnées dans le sens de la largeur du plateau. - De poutres IPN (13)disposées dans le sens de la longueur qui assurent la rigidité du plateau (10). En position de route ces poutres se positionnent entre les poutres longitudinales de la partie centrale surbaissée du wagon et ne supportent par conséquent aucune charge (figure 23). - De roues de petit diamètre (14) qui permettent au plateau indépendant de rouler sur l'épaulement du quai (26) lors de l'entrée et de la sortie de la station de chargement et de déchargement. Ces petites roues (14) se situent sous le bord du plateau indépendant (10). Elles profitent du fait que la partie centrale surbaissée du wagon soit plus étroite à cet endroit, pour pouvoir utiliser cet espace libre, sans créer ainsi de surépaisseur. Cela participe au fait que le plateau indépendant, comme le plancher du wagon d'ailleurs, doivent être le plus mince possible, pour laisser le plus de hauteur possible aux camions, qui sont stationnés sur ces plateaux indépendants. - Ces roues de petit diamètre (14) supportent la charge du plateau (10) et des poids lourds qui sont stationnés dessus, uniquement lors de la séquence de chargement et de déchargement en station (entrée des wagons en station, opération de déchargement et de chargement des camions, sortie des wagons de la station). Ce plateau indépendant n'est pas relié par un quelconque élément mécanique, électrique ou hydraulique au wagon et à sa partie centrale surbaissée. Il est vraiment indépendant. Il ne fait que se poser sur la partie centrale surbaissée du wagon lors du transport. D / La plaque métallique basculante (4) : - Cette plaque métallique (4) bascule d'une position verticale (lorsque le train roule, ou est à l'arrêt en dehors d'une station de déchargement -figures 10 et 11) dans une position horizontale (lorsque le train est en cours de chargement et de déchargement dans une station à cet usage - figures 12 et 13). Elle assure ainsi la continuité de roulage entre les wagons. - Cette plaque métallique basculante est de même largeur que le plateau indépendant. - Cette plaque métallique n'est présente que sur une seule des deux extrémités du wagon. - Cette plaque métallique étant abaissée par un vérin hydraulique ou tout autre moyen mécanique ou électrique, après l'arrivée et l'arrêt du train en bout de quai (figures 14-15 et 17-18). - Cette plaque métallique basculante sera relevée avant le départ du train. - La largeur de cette plaque métallique étant égale à celle des plateaux indépendants, et à celle des extrémités de wagons dans leur partie supérieure. 2 / LA STATION DE CHARGEMENT ET DE DECHARGEMENT (20) Elle se compose (figure 27) : - de quais de chargement et de déchargement opposés (21) que nous appellerons quai Nord et quai Sud pour simplifier la démonstration. - d'un quai central (22) - d'aires de stationnement, pour les poids lourds en attente de chargement (23). - de voies ferrées de stationnement de grandes longueurs (24) pour l'assemblage et le désassemblage des segments de trains. A / Les quais Nord et Sud : Caractéristiques des quais : - Les quais sont composés (figure 2) d'une surface plane et d'un épaulement de quai (26) Cet épaulement de quai d'une largeur de 15 à 40 cm environ est strictement parallèle à la surface plane du quai. - La hauteur de cet épaulement est égale à l'épaisseur du plateau indépendant du wagon (de 15 à 40 centimètres probablement). - Les dimensions de cet épaulement de quai sont constantes sur toute la longueur du quai - La largeur (L1) entre les deux bords du quai étant supérieure de quelques centimètres à la largeur (L2) du plateau indépendant sur lequel repose le camion (figure 22). - A l'entrée de la station (figure 1, zone A) les rails (27) de chemin de fer se situent au même niveau ou voire même au dessus de l'épaulement du quai (figure 21), permettant ainsi aux roues de petit diamètre du plateau indépendant d'être positionnées bien au dessus de l'épaulement du quai. A l'autre bout de la station (zone C) les rails (27) se situent très en dessous du niveau de l'épaulement de quai (figure 25 et 26). La longueur du quai est déterminée par deux facteurs : - la longueur du « segment de train », c'est à dire le nombre de wagons d'un segment, multiplié par la longueur d'un wagon (par exemple 8 wagons de 25 mètres de long chacun, soit 200 mètres). - Et par la longueur de la rampe qui permet au plateau indépendant posé sur la partie centrale surbaissée du wagon de passer d'une position basse à la position haute (position de chargement et de déchargement). De l'addition de ces deux données dépend la longueur du quai. Si l'on considère, qu'il faut environ une centaine de mètres, pour franchir un dénivelé de 50 à 70 centimètres, le quai devra donc avoir une longueur de 300 mètres minimum, 200 mètres de quai en partie basse (zone C) et 100 mètres de rampe inclinée (zone B). Une station devra compter au moins deux quais en face à face (quai nord et quai sud), permettant de décharger ou de charger le « segment de train » de quelque manière qu'il arrive. Il serait utile que tous les segments de trains circulant sur le réseau soient orientés dans le même sens, de façon à être cohérent au chargement. Si cela est bien le cas, seul un des deux bouts de quais (Nord ou Sud) sera équipé d'une plaque basculante à son extrémité. Cette plaque sera rabattue sur l'extrémité du wagon dépourvue de plaque basculante dès l'arrêt de celui-ci en bout de quai. Par contre sur le quai opposé, le premier wagon qui arrivera pourra rabattre sa propre plaque basculante directement sur le quai et assurer ainsi la continuité de roulage. Un segment de train chargé sur un quai Sud sera déchargé sur un quai Nord et vice versa. En effet un segment de train chargé sur un quai sud embarquera tous ces camions avec la cabine de pilotage vers le sud. Si le train opère son trajet sans changement de sens durant le parcours, les camions devront être déchargés avec leur cabine dirigée vers le quai central en l'occurrence un quai nord. S'il s'avère compliqué de devoir faire rouler tous les segments de train circulant sur le réseau dans le même sens, alors il faudra envisager des plaques basculantes escamotables en bout de quai sur les deux quais (Nord et Sud). De cette façon le train arrivant de quelque manière que se soit, pourra être déchargé et rechargé. Il suffira simplement au segment de train de se présenter avec les cabines de poids lourds dirigées vers le quai central. Les camions pouvant partir immédiatement en marche avant. On utilisera la plaque basculante de son extrémité de wagon si celle-ci arrive au contact du bout du quai, et on utilisera la plaque basculante du quai si c'est l'extrémité du wagon sans plaque basculante qui vient toucher le bout du quai. Du fait que les locomotives pousseront devant elles le « segment de train », pour entrer en station, la partie de quai où seront stationnés les wagons (zone C) sera dépourvue de pylônes et de caténaires. Cela facilitera ainsi l'évacuation des camions si l'un d'entre eux ne démarre pas. Les autres pourront alors rouler sur le quai, qui sera dégagé de tout obstacle et qui sera au même niveau que la piste formée par le train. B / Le quai central (22) : C'est par ce quai que les camions entrent et sortent du train. Il devra être suffisamment long (probablement une centaine de mètre).De cette façon, lors du chargement, les camions pourront s'aligner correctement sur l'axe du train et bien se positionner dans le gabarit de celui ci. C / Les aires de stationnement pour poids lourds (23) : Elles doivent pouvoir accueillir plusieurs centaines de poids lourds en attente de chargement. On y stockera les camions en rangée, chaque rangée correspondant à un segment de train à charger. De cette manière le chargement ne prendra que quelques minutes. D / Les voies ferrées de stationnement (24) : Elles peuvent accueillir plusieurs trains de très grandes longueurs, peut être des trains de 8 ou 10 50 segments de train, représentant une longueur de 2 ou 3 km. Elles devront également être en nombre suffisant pour pouvoir assurer l'assemblage et le désassemblage de plusieurs trains simultanément. MODE OPERATOIRE A l'arrivée au quai de chargement et de déchargement, la locomotive pousse son segment de train devant elle. A cet instant (figure 21), les rails de chemin de fer (27) se situent au même niveau, voire même au dessus du niveau de l'épaulement du quai (26), permettant ainsi aux petites roues (14) des plateaux indépendants (10) d'être positionnées bien au dessus de l'épaulement de quai (26). Puis les rails (27) descendant en pente douce vers le fond de la trémie, le plateau indépendant (10) qui est posé, sur la partie centrale surbaissée (2) du wagon, prend alors contact avec l'épaulement du quai (26), par l'intermédiaire de ces roues de petits diamètres (figure 22, 23 et 24). A partir du moment où ces petites roues (14) prennent appui et roulent sur l'épaulement du quai (26), le poids du plateau indépendant (10) et du camion ne repose plus sur la partie centrale surbaissée (2) du wagon, mais sur ces petites roues (14) situées de part et d'autre du plateau indépendant (10) qui roulent sur l'épaulement du quai (26). Le wagon surbaissé ne servant plus qu'à pousser le plateau indépendant, jusqu'à sa position finale, pour le chargement et le déchargement. Plus les wagons descendent la rampe et plus les extrémités des wagons s'enfoncent, pour finalement arriver en bout de rampe, au même niveau que le quai (figures 25 et 26). A ce moment là, les trois éléments que sont : le quai, les plateaux indépendants et les extrémités des wagons sont tous alignés à la même hauteur. Le déchargement et le chargement peuvent alors se faire sans autre manipulation, que celle de rabattre les plaques métalliques basculantes (4) positionnées entre les wagons, et qui assurent le 30 passage des camions d'un wagon à l'autre (figures 15 et 18). Le déchargement des poids lourds se faisant en quelques minutes seulement, le temps pour les chauffeurs de démarrer ceux ci et de partir (figures 6 à 9). 35 Les chauffeurs utilisent les wagons (plateaux indépendants, extrémités de wagon, et plaques métalliques basculantes) comme une piste sur laquelle ils roulent pour sortir du train. Mais ils peuvent aussi, si la nécessité les y oblige (par exemple si l'un des camions ne veut pas démarrer), sortir du train en passant par les quais, qui sont dépourvus de poteaux et autres obstacles à la circulation. 40 Le chargement de nouveaux poids lourds sur ces wagons ne prendra guère plus de temps. Il faudra juste s'assurer qu'ils sont bien positionnés sur leur wagon respectif et qu'ils ne dépassent pas du gabarit du train. Ensuite une vérification de leur frein de stationnement, et (ou) la pose d'une cale de 45 stationnement, termineront les opérations de chargement de ce nouveau convoi prêt pour le départ. Toutes ces opérations simples ne prennent que quelques minutes et assurent une bonne fluidité dans la gestion du trafic. 50 EXPLICATION DES CROQUIS Figure 1 : Ce croquis représente un quai de déchargement et de chargement (21) avec ses 3 zones : - zone A: dans cette partie du quai, les rails de chemin de fer se situent à la même hauteur ou même légèrement au dessus du niveau de l'épaulement du quai, permettant ainsi aux petites roues des plateaux indépendants de se situer bien au dessus de l'épaulement du quai. - Zone B : dans cette partie du quai les rails descendent en pente douce vers le fond de la trémie permettant aux plateaux indépendants de passer d'une position basse à une position haute, quand ils arrivent au fond de la trémie. - Zone C : dans cette partie du quai, les 3 éléments (quai + extrémités de wagons + plateaux indépendants) se retrouvent au même niveau, et permettent un déchargement et (ou) un chargement rapide. La longueur de cette zone est égale ou supérieure à la longueur du « segment de train ». Figure 2: Coupe transversale d'un quai de chargement et de déchargement (21) avec ses deux épaulements de quai (26) situés de part et d'autre de la voie de chemin de fer (27). Figure 3 Ce croquis montre l'entrée d'un « segment de train » à vide (ici 8 wagons sans camion), avec leurs plaques basculantes relevées. Il manque sur le schéma la (ou les) locomotive(s) qui pousse(nt) le convoi vers le bout du quai. Figure 4: Dans ce croquis le « segment de train » est arrivé en bout de quai. Les plaques basculantes sont en position relevée. Elles n'ont plus qu'à être abaissées pour que les opérations de chargement puissent commencer. Il manque sur le schéma la (ou les) locomotive(s). Figure 5 : Dans ce croquis le « segment de train » est arrivé en bout de quai. Les plaques basculantes sont en position baissée. Les opérations de chargement peuvent commencer. 40 Figure 6: Segment de train chargé de camions arrivés en bout de quai. Les plaques basculantes sont ici relevées. Il manque sur le schéma la (ou les) locomotive(s) en bas à droite qui pousse(nt) le segment de train. 45 Figure 7: Segment de train chargé de camions arrivés en bout de quai. Les plaques basculantes sont ici abaissées. Les opérations de déchargement peuvent commencer. Il manque sur le schéma la (ou les) locomotive(s) en bas à droite. 50 Figures 8 et 9: Les camions chargés sur le segment de train quittent leur wagon et le train. 30 35 Figure 10: Coupe longitudinale d'un wagon (1) à partie centrale surbaissée, sur lequel repose un plateau indépendant (10) en position basse. La plaque basculante (4) est redressée. Figure 11: Coupe longitudinale d'une extrémité de wagon (3), muni de sa plaque basculante (4) (en position relevée). On y voit également un bout du plateau indépendant reposant sur la partie centrale surbaissée du wagon. Figure 12: Coupe longitudinale d'un wagon à partie centrale surbaissée (1) et d'un plateau indépendant (10) en position haute. Celui ci reposant sur les épaulements du quai (non matérialisé ici). La plaque basculante (4) est abaissée. Figure 13 : Coupe longitudinale d'une extrémité de wagon (3), muni de sa plaque basculante (4) (en position abaissée). On y voit également un bout du plateau indépendant (10) muni de ses roues de petit diamètre. Figure 14: Coupe longitudinale d'un wagon à partie centrale surbaissée chargé d'un camion. Le plateau indépendant est en position basse. Il repose sur la partie centrale surbaissée du wagon. La plaque basculante est redressée. Figure 15: Coupe longitudinale d'un wagon à partie centrale surbaissée chargé d'un camion. Le plateau indépendant est en position haute. Il repose sur les épaulements du quai (non matérialisé ici). La plaque basculante est abaissée. Figure 16: Coupe longitudinale de deux wagons à partie centrale surbaissée, avec leurs plateaux indépendants en position basse. Les plaques basculantes sont redressées. Figure 17: Coupe longitudinale de deux wagons à partie centrale surbaissée, avec leurs plateaux indépendants en position haute. Ils reposent sur les épaulements du quai (non matérialisé ici). Les plaques basculantes sont redressées. Figure 18: Coupe longitudinale de deux wagons à partie centrale surbaissée, avec leurs plateaux indépendants en position haute. Ils reposent sur les épaulements du quai (non matérialisé ici) Les plaques basculantes sont abaissées. Figure 19: Vue partielle d'un plateau indépendant (10) (vue d'une extrémité par en dessus). On distingue la plaque métallique (11) située sur le dessus du plateau indépendant, les roues de petit diamètre (14) (qui permettent au plateau de rouler sur les épaulements du quai), ainsi que les extrémités des poutres IPN (12) positionnées de manière transversale par rapport au plateau. Figure 20: Vue partielle d'un plateau indépendant (vue d'une extrémité par en dessous). Figure 21 Ce croquis est une coupe transversale d'un plateau indépendant se situant au dessus des épaulements du quai en tout début de quai (zone A). Le wagon à partie centrale surbaissée n'apparait pas sur le croquis. Figure 22: Ce croquis est une coupe transversale d'un plateau indépendant reposant et roulant sur les épaulements du quai en début de zone B au moment où les roues de petit diamètre ont pris contact avec les épaulements du quai. Le wagon à partie centrale surbaissée n'apparait pas sur le croquis. Figure 23 : Ce croquis est une coupe transversale d'un plateau indépendant reposant et roulant sur les 15 épaulements du quai en début de zone B au moment où les roues de petit diamètre ont pris contact avec les épaulements du quai. On distingue également le plancher de la partie centrale surbaissée composé de poutres IPN sur lequel repose le plateau indépendant. Figure 24 20 Ce croquis montre une vue transversale d'une extrémité de wagon à partie centrale surbaissée ainsi que le plateau indépendant reposant et roulant sur les épaulements du quai en début de zone B, au moment où les roues de petit diamètre ont pris contact avec les épaulements du quai. Figure 25: 25 Ce croquis montre en coupe transversale le plateau indépendant reposant et roulant sur les épaulements du quai en zone C. Le plateau indépendant est à ce moment là en position haute. Une fois arrivé en bout de quai, et les plaques basculantes abaissées, le chargement ou le déchargement des camions pourra commencer. Le wagon à partie centrale surbaissée n'apparaît pas sur le croquis, il roule tout au fond de la trémie mais le dessus des extrémités des wagons est 30 à la même hauteur que le quai et le plateau indépendant. Figure 26: Ce croquis montre une vue transversale d'un wagon à partie centrale surbaissée ainsi que le plateau indépendant reposant et roulant sur les épaulements du quai en zone C. Le plateau 35 indépendant est à ce moment là en position haute. Une fois arrivé en bout de quai, et les plaques basculantes abaissées, le chargement ou le déchargement des camions pourra commencer. Figure 27: Vue générale en plan de la station de chargement et de déchargement. 40 Elle est composée de quai Nord (de 300 à 500 mètres de long), de quai Sud (de même longueur) ainsi que d'un quai central d'une centaine de mètres de long, séparant les quais Nord et Sud. On trouve également des aires de stationnement pour les poids lourds en attente de chargement, et des zones de stationnement pour les trains en attente de chargement ou de déchargement. 45 CONCLUSION: L'invention permet de réaliser des wagons et des quais de chargement les plus simples possibles, sans aucune technologie coûteuse, tout en ayant un procédé de chargement et de déchargement rapide et efficace. On réduit ainsi considérablement l'investissement de départ, et on limite aussi les frais d'exploitation.10