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BENNE, BASGULANT SUR IES DEUX COTES, ACTIONNEE HYDRAULIQUEMENT, PARTICULIEREMENT
POUR VEHICULES SUR RAILS.
Pour faciliter le déchargement des wagons de chemin de fer de cul- butis (charbon, sable, minerais, etc....) et pour accélérer ce travail, on a conçu des modèles de wagons spéciaux, nommés bennes auto-basculantes, dont la caisse roule par des arcs de pivotage sur le châssis pendant l' actionnement de la benne. Dans ces systèmes à bennes basculantes, le centre de gravité du système basculant est choisi de telle manière que le centre de gravité du poids total de la caisse du wagon et du'chargement soit placé plus haut lors- que la caisse'du wagon est dans la position'horizontale que lorsque cette cais- se a basculé.
Il en résulte que le centre de gravité du poids total descend pendant le basculement, de sorte que l'énergie potentielle accumulée dans la partie basculante du wagon peut être rendue utile pour l'opération du bascu- lement. L'appareil de verrouillage de la caisse une fois ouvert, il suffit d'un effort relativement léger pour déclencher la culbute d'une manière impé- rative. Une fois cette opération terminée, on est obligé de faire revenir la benne à sa position normale à la main, en intercalant des mécanismes de transmission appropriés.
Pour réduire autant que possible le temps de redressement de la benne et pour éviter un travail supplémentaire, on a proposé dernièrement de faire basculer le chargement en intercalant un butoir hydraulique. Le rôle de celui-ci- est d'accumler dens un 1 réservoir a pression l'énergie ciné- tique libérée par le renversement latéral de la caisse, de sorte que cette énergie peut être utilisée de nouveau'pour/le redressement de la caisse de la benne.
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Ces deux dispositifs connus ont l'inconvénient d'exiger une structure élevée du wagon, vu la position nécessairement élevée du centre de gravité, ce qui rend pratiquement impossible le -chargement à bras d'homme. Pour ces raisons, l'usage des bennes auto-basculantes de 'ce genre est limité. De plus, le déchargement des matières agglutinantes.,ou glissant difficilement (argile,
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etc...), n'est possible qu'à la condition de prendre certaines précautions, à défaut desquelles la voiture entière peut se renverser par suite d'une ré- tention suivie d'un déchargement brusque du chargement.
Dans le cas des ben- nes auto-basculantes munies de dispositifs hydrauliques accumulant l'énergie se présente cet autre inconvénient que la commande des opérations nécessite une multiplicité des registres tournants accouplés entre eux. Il en résulte que l'appareil de commande devient compliqué et très délicat à manipuler et que son entretien, sa révision ou sa réparation nécessitent des spécialistes et des installations coûteuses.
La présente invention se propose de créer une benne basculant sur les deux cotés, particulièrement pour véhicules de chemin de fer, d'une grande capacité de chargement, cette benne ne devant pas présenter les incon- vénients et défauts des bennes auto-basculantes déjà existantes,et se distin- guant de celles-ci par sa hauteur qui ne dépasse pas les dimensions normales- et par la simplicité et la robustesse de sa partie hydraulique. Il est impor- tant de signaler que le renversement de la benne aussi bien que son redre'sse- ment s'accomplit d'une manière entièrement mécanique.
Pour résoudre ce problème,l'invention part du système de bascule- ment connu dans les automobiles, où la benne de la voiture est reliée au châs- sis par des articulations ou des organes similaires et peut être déplacée de sa position horizontale, habituelle, dans une-position plus ou moins inclinée, par le moyen de cylindres d'élévation qui peuvent se développer télescopique- ment.
Tandis que dans les systèmes connus de ce genre on utilise le liquide d'une pompe à compression actionnée par un moteur, ce qui fait dépendre le système de basculement d'une source d'énergie particulière, la présente inven- tion propose d'utiliser pour le basculement de la benne l'énergie d'un liqui- de fortement comprimé et accumulé dans un réservoir à pression fixé à demeure au véhicule, ce réservoir étant couplé avec une pompe de compression actionnée par un train de roues, de telle sorte que la pompe, le réservoir à pression et le cylindre de basculement forment un circuit de liquide fermé sur lui-même.
Le système basculant qui fait l'objet de cette invention ne fonctionne donc plus sous l'influence du poids du chargement dont le centre de gravité se dé- place vers le bas, mais par l'action des cylindres de basculement qui permet- tent aussi de redresser la benne, après une inversion appropriée. Contrai- rement aux bennes auto-basculantes connues, la position du centre de gravité total de la benne basculante construite d'après cette invention n'a aucune influence sur le déroulement de son basculement. Il en résulte qu'il est possible de donner au véhicule une hauteur si petite qu'il peut être facile- ment chargé à bras d'homme. Cette faible hauteur assure également le déchar- gement de l'argile et autres matériaux adhérents ou glissant mal, sans diffi- cultés et sans être obligé de prendre des mesures spéciales pour empêcher le renversement du véhicule.
Il est d'une importance décisive que l'énergie utilisée pour le renversement et pour le redressement de la benne est prise dans un réservoir à pression qui se recharge automatiquement dès que le véhicule roule. Contrairement aux installations connues de bennes basculan- tes de véhicules automobiles munies de cylindres de basculement, le nouveau système est totalement indépendant d'une machine mqtrice spéciale pour la pom- pe et utilise en quelque sorte indirectement la force de traction de la loco- motive pour effectuer le basculement.
Selon l'invention, on utilise un accumulateur, chargé par de l'air comprimé, dont le porteur d'énergie est un liquide comprimé, par exemple de l'eau additionnée d'un antigel, qui est soumis dans le réservoir à la pres- sion d'air comprimé pu de gaz spéciaux, neutres par rapport au liquide compri- mé, par exemple l'azote, ou de mélanges de gaz. Dans ce but, l'espace du ré- servoir à pression est formé par deux récipients à haute pression séparés, reliés par un tuyau, le plus petit de ces récipients servant à recevoir le liquide comprimé et le plus grand servant à recevoir le gaz. Pour ne-pas avoir de trop grandes différences de pression pendant le déchargement du réservoir, il est avantageux d'établir la capacité du récipient réservé au gaz de telle sorte qu'elle soit un multiple de la capacité du récipient réservé au liquide.
Le volume du récipient du liquide doit permettre de répéter plusieurs fois
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l'opération de travail des cylindres de basculement avant que le réservoir ne soit vidé.
L'invention a également pour objet une construction spéciale de la pompe à compression qui répond particulièrement aux exigences de l'exploi- tation des chemins de fer, ainsi que l'appareillage qui lui assure un fonc - tionnement et un débrayage-complètement automatique. L'invention prévoit en effet une pompe à compression du type à deux,pistons, à cylindres opposés, , dont les pistons peuvent être déplacés contre la pression de ressorts dé compression et sont actionnés en opposition par un disque non circulaire, établi comme une came double ou de manière similaire. Une telle commande per- met un montage de la pompe au-dessous ou au-dessus de l'essieu du train de roues, de sorte que, dans le cas d'un mauvais fonctionnement ou d'une révision du matériel, cette pompe peut être démontée facilement dans un minimum de temps.
Il suffit pour cela d'enlever quelques attaches à vis et de retirer la pompe par en bas, ou de la retirer par en haut, suivant le cas, par une ouverture prévue dans le plateau du wagon et habituellement recouverte d'une trappe.
Dans le cas où la pompe est installée sous l'essieu du train de roues, on obtient une commande particulièrement appropriée de la pompe qui ne gêne aucunement le jeu de l'essieu dans les plaques de garde si, suivant l'invention, on place entre les plongeurs de la pompe et le disque à double came, c'est-à-dire l'organe moteur, des leviers basculants articulés sur le châssis du véhicule et dont les extrémités libres, établies comme des organes de pression ou similaires, agissent sur les plongeurs de la pompe, tandis que des pièces intermédiaires, par exemple des rouleaux prévues sur les leviers basculants en regard de la double came, coopèrent avec celle-ci.
Avec un tel montage, lorsque la double came se trouve dans la position horizontale, c'est-à- dire dans la position active, tous les mouvements relatifs entre l'essieu et la pompe sont transmit aux leviers basculants et transformés par son intermé- diaire en un travail hydraulique.dans la pompe.
Il est préférable de placer la pompe au-dessus du'train de roues quand il importe d'avoir le dessous de la banne aussi libre que possible. Il est possible, dans ce cas, de la fixer par exemple aux longerqns intermédiaires du châssis. Les leviers basculants,qui sont montés comme précédemment entre les doubles cames et les plongeurs de la pompe, mais articulés ici' sur le car- ter de la pompe, sont pourvus à leurs extrémités libres de galets ou d'organes similaires par lesquels ils coopèrent avec les doubles cames, tandis que, sur un bras de levier plus court, des tiges poussoirs reliées aux leviers bascu- lants agissent sur les plongeurs de la pompe, par des têtes sphériques ou des organes similaires.
Avec une telle construction, il est possible de réunir la pompe à compression, le réservoir d'agents comprimés, le levier basculant ainsi qu'un dispositif de débrayage de la pompe qui sera décrit plus loin, en un ensemble clos qui laisse lé dessous du véhicule libre et est en même temps facile à protéger efficacement contre les projections d'eau, la pous- sière, etc.... Il est particulièrement avantageux que la transmission par l'in- termédiaire des tiges poussoirs articulées par des rotules évite complète- ment des efforts agissant..-transversalement ou obliquement à l'axe des plon- geurs.
Comme de plus, dans ce mode de réalisation de la commande de la pompe, le chemin parcouru par les galets coopérant avec la came double est plus long que celui parcouru par les tiges poussoirs agissant sur les plongeurs, on peut utiliser des cames relativement hautes sans courir le risque de dépasser les limites admissibles de la course du plongeur dans le cas d'une amplitude trop grande du mouvement du levier basculant.
Pour éviter pendant les grands parcours le fonctionnement à vide, inutile, de la pompe et l'usure qui en résulte,' l'invention prévoit un dis- positif spécial de débrayage des leviers basculants qui entre en fonction quans la compression a atteint son maximum -dans le réservoir à pression.
Dans ce but, quand'la pompe est montée au-dessous de l'essieu du train de roues, on installe conformément à l'Invention, entre les organes de pression des leviers basculants, de préférence dans l'axe longitudinal des plongeurs de la pompe, un dispositif de débrayage qui est constitue par des contre- plongeurs et qui est mis en action-par une soupape de commande qui fonctionne
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quand la pression atteint son maximum dans le réservoir. Quand les contre- plongeurs sont sortis, les leviers basculants sont déplacés hors du champ d'ac- tion de la double came.
Lorsque la pompe est montée au-dessus de l'essieu du train de roues, il est avantageux de monter le dispositif de débrayage de la pompe également au-dessus de cet essieu, entre les leviers basculants.
Les contre-plongeurs du dispositif de débrayage, qui sont actionnés par la soupape de commande mentionnée plus haut, sont reliés aux leviers basculants par des tiges poussoirs munies convenablement de têtes à rotule. Il suffit ainsi d'une course modérée des contre-plongeurs pour arrêter la pompe. Dans ce cas également on évite des efforts latéraux sur les contre-plongeurs, de sorte que ceux-ci peuvent travailler longtemps en toute sécurité.
D'autres détails concernant cette invention seront décrits en se référant au dessin qui représente à titre d'exemple un mode de réalisation d'une benne basculant sur les deux côtés.
Fig. 1 représente la benne en élévation schématique, partiellement en coupe.
Fig. 2 est une coupe par la ligne A-B de la fig. 1.
Fig. 3 est une vue analogue à la fig. 2, mais avec la caisse en' position inclinée.
Fig. 4 est un schéma de la partie hydraulique du mécanisme de bas- culement.
Fig. 5 représente un autre mode de réalisation de la pompe et de sa commande, en une vue partielle.
Comme le montre la fig. 1, la benne basculant sur les deux côtés comporte essentiellement un châssis 1 avec les trains de roues 2, la caisse 4 qui peut être basculée à volonté à droite ou à gauche autour des articula- tions 3, 3', et le dispositif hydraulique nécessaire pbur le basculement'de la caisse. Conformément à l'invention, on a fixé solidement dans la partie inférieure du châssis du véhicule le réservoir à pression)qui se compose de deux bouteilles à haute pression 5 et 6. Le récipient à pression 5 sert à recevoir le liquide à comprimer, tandis que le récipient 6 contient l'agent gazeux sous haute pression. Les deux récipients à pression sont reliés entre eux par un tube 7 courbé en S (fig. 4) qui empêche le passage direct du liqui- de comprimé du récipient 5 dans le récipient 6.
Il a en outre pour effet que du liquide qui aurait pénétré dans le récipient 6, par exemple par suite de chocs, est refoulé dans le récipient 5 dès que du liquide est soutiré au ré- servoir. Le récipient 5 est pourvu de deux soupapes 8 et 9 dont la première sert au remplissage et aux vérifications, tandis que l'autre sert au montage d'un manomètre ainsi que pour des vérifications. Les points de raccordement de ces soupapes sont situés à la hauteur du niveau maximum (ligne 10) et minimum (ligne 11) du liquide dans le récipient 5.
Les, cylindres hydrauliques 12 et 13 qui font basculer la caisse 4 du véhicule sont de construction usuelle et sont articulés dans le châssis 1 par des axes 14. Leurs pistons sont reliés au châssis 17 de la caisse 4 par une articulation à rotule 16 'ou par un dispositif analogue. Pour éviter dans une large mesure de soumettre le châssis 1 à des efforts de flexion, les deux cylindres de basculement sont convenablement placés de telle sorte que leurs axes longitudinaux soient placés dans le même plan que ceux des trains de roues 2.
La pompe à compression 18 qui est fixée solidement au châssis 1 se compose essentiellement des blocs-cylindres'19 et 20, des réservoirs d'a- gents comprimés 22 et 23 disposés au-dessus et reliés entre eux par un tube 21, et du dispositif de débrayage 24. Dans les blocs-cylindres sont montés de manière à pouvoir coulisser des plongeurs 27 appuyés sur des ressorts à compression 25 et munis à leurs extrémités libre de brides 26. Les soupa- pes d'aspiration et de compression (non représentées) sont conçues de-,la ma- nière habituelle. Les plongeurs 27 sont actionnés par l'essieu 28 du train de roues 2 qui porte à cet effet un plateau de commande non circulaire for- mant double came 29.
De chaque côté de ce plateau sont disposés des leviers basculants 31 montés par des axes d'articulation 31 sur le châssis du véhicule
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ou sur le support du cylindre qui actionne le renversement de la benne, ces leviers basculants coopérant par des galets 32 avec la double came 29 et par des doigts de pression 33 avec les brides frontales 26 des plongeurs 27. A la montée des cames 29, les plongeurs 27 sont donc poussés en sens contraire l'un de l'autre dans les blocs-cylindres, tandis qu'à la descente des cames 29 les plongeurs reviennent brusquement à leur position initiale sous Inaction des ressorts 25.
La benne basculante selon l'invention fonctionne de la manière suivante :
Avant la première mise en service de la benne basculante, on remplit le récipient à pression 5 par la soupape de remplissage 8 jusqu'au niveau 10, d'un liquide approprié, de préférence de l'eau additionnée d'un antigel. Ensuite, on charge les deux récipients 5 et 6, par la même soupape, d'air ou de gaz comprimé fourni par des bouteilles de remplissage spéciales, jusqu9à l'obtention de la pression désirée, L'installation est ainsi prête à servir, Pour faire basculer la caisse 4 dans la position de la fig. 3, on déplace le levier à main de la soupape de commande 34 dans la position "montée" (flèche 35).
Il en résulte que l'agent comprimé passe par la conduite 36, la soupape ouverte 37 et la soupape de commande 34 dans le tube 38 et de là par la soupape d'arrêt ouverte 39 aux cylindres de bascule- ment 12 et 13 reliés entre eux par le tube 40 et dont les pistons.télescopiques se développent donc jusqu'à la fin de leur course. Pendant ce temps, la sou- pape d'arrêt 41 est fermée. '
Pour le redressement de la caisse 4 on amène la soupape de comman- de dans la position "descente" flèche 42).
Sous l'effet du poids de .la benne, les pistons télescopiques des cylindres de basculement 12 et 13 reprennent leur position initiale et le liquide comprimé qui se trouvait au-dessous des pistons revient par la soupape ouverte 39, la conduite 38, la soupape de com- mande 34 et le tube 42*dans les récipients 22 et 25 qui sont reliés au côté d'aspiration de la pompe à compression.
En raison du volume donné selon 1?invention au réservoir d'agent sous pression 5, on peut répéter plusieurs fois Inaction des cylindres de bas- culement 12 et 13 avant que l'agent comprimé n'atteigne le niveau 11 qui cor- respond à la plus petite pression de service admissible. Quand cela se pro- duit, la soupape 37 qui restait jusque alors ouverte, se ferme en empêchant le prélèvement du liquide restant dans le récipient 5o Dès que le véhicule est mis en mouvement, la pompe,à compression commence à fonctionner.
La pression ainsi créée dans la conduite de refoulement 45, pression qui est plus élevée que celle dans le réservoir quand le niveau atteint la ligne 11, ouvre de nouveau la soupape 37 en donnant la voie au liquide sous pression fourni par la pompe 5, jusqu'à l'obtention du niveau de remplissage supérieur marqué par la ligne 10. Une fois cette ligne atteinte, la soupape 44 s'ouvre sous Inaction de là pression et relie ainsi la conduite de refoulement 43, à la conduite'de commande 45 allant au dispositif de débrayage 24 de la pompe.
Sous Inaction du liquide comprimé qui entre en 46, les contre-plongeurs 48 mobiles dans le bâti 47 se déplacent jusqu'à leur position extrême et font pivoter les leviers basculants 31 dans une telle mesure que les galets 32 sortent du champ d'action de la double came 29. Il en résulte l'arrêt de la pompe à compression.
Dans le cas d'un dérangement du dispositif de débrayage 24 la soupape 49, dite de circulation, chargée par un ressort et sensible à la pression, entre en action. Quand cette soupape est ouverte, elle relie le côté de refoulement de la pompe?. par la conduite de contnurnement 50, au côté daspiration ou au récipient dagent sous pression. Dans ce cas, la . pompe continue de fonctionner à vide. On a prévu., en outre,une autre soupa- pe de sécurité 51 souvrant à une pression plus forte. Cette soupape relie à Pair extérieur le côté de refoulement de la pompe, par la tubulure 52, quand tous les autres dispositifs de sécurité mentionnés plus haut ont manqué de fonctionner.
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Enfin, pour pouvoir faire basculer la caisse 4 même en cas de dé- rangement de la pompe, de la tuyauterie ou du réservoir à pression 5, 6, une pompe à main auxiliaire 53 est prévue, Cette pompe agit directement sur les cylindres de basculement, par le tube 54, à condition que la soupape 41 soit ouverte et que l'organe d'arrêt 39 soit ferme. On obtient le retour de la caisse en fermant la soupape 41, en ouvrant la soupape 39 et-en renversant la soupape de commande 34 suivant la flèche 42.
La fig. 5 représente une pompe à compression de construction dif- férente. Elle est conçue pour un montage au-dessus de l'essieu du train de roues et comporte essentiellement les blocs-cylindres 19 et 20, les récipients d'agent sous pression 22 et 23 montés au-dessus, le dispositif de débrayage 24 et les leviers basculants 31 qui sont dans ce cas montés sur le bâti de la pompe lui-même, par des articulations 55.
La pompe, les récipients d'agent sous pression, les leviers basculants et le dispositif de débrayage forment un ensemble qui peut être vissé par exemple aux longerons intermédiaires 56 (fig. 2) du châssis, après avoir été introduit par en haut par une trappe pré- vue-dans le plateau de chargement du véhicule Par opposition au mode de réa- lisation selon la fig. 4, les galets 32 qui actionnent' les plongeurs 27 repous- sés par les ressorts à compression 25 sont montés à l'extrémité libre des' leviers basculants 31. Les tiges poussoirs 57, qui y sont reliées par des rotules en 56, donc sur un plus petit bras de levier, ont donc une course pro- portionnellement plus courte que celle des galets 32.
La partie de la tige poussoir 57 qui pénètre dans la tête 58 du plongeur est arrondie à son extré- mité frontale et s'appuie contre une surface conjuguée de forme correspondan- te, de sorte que, pendant le déplacement angulaire des leviers basculants, seules les forces dirigées dans le sens de l'axe du plongeur peuvent agir sur lui. Pour cette raison, les plongeurs sont largement préservés du danger de déviation et de coincement et leur étanchéité se conserve pendant un temps plus long. Le dispositif de débrayage 24 de cette pompe à compression se distingue de celui de la pompe de la fig. 4 d'abord par le fait que le contre- plongeur 48 consiste dans ce cas en un piston creux et qu'il est monté cette fois non pas dans l'axe du plongeur,, mais au-dessus de lui.
La transmission de force des contre-plongeurs 48 aux leviers basculants 31 se fait par l'in- termédiaire de tiges-poussoirs 59 qui sont reliées aux leviers 31 par une ro- tule 60 et dont les extrémités libres, également sphériques, pénètrent dans les contre-plongeurs 48. De cette manière, des efforts s'exerçant latérale- ment sur les contre plongeurs sont également évités. La construction et le. fonctionnement correspondent par ailleurs à ceux de la pompe à compression de la fig. 4, à l'exception de la position des cylindres de basculement qui, en raison du montage de la pompe au-dessus de l'essieu du train de roues, ne sont plus montés au-dessus des axes des trains de roues, mais à côté des axes de ces trains de roues, à une distance appropriée de ceux-ci.
On se rend aisément compte que la benne basculante constnuite d'a- près la présente invention répond tout particulièrement aux exigences du tra- fic ferroviaire et permet, en raison de sa hauteur, qui ne dépasse pas le ga- barit usuel, le chargement à bras d'homme, c'est-à-dire indépendamment de tout appareillage mécanique. En même temps, la partie hydraulique de cette benne basculante se distingue par une construction simple, évitant complètement des tiroirs de distribution d'une construction compliquée et d'un maniement déli- cat. Le basculement et le retour de la caisse du véhicule s'effectuent d'une manière complètement automatique et dans un temps minimum.
De plus, le méca- nisme de commande de la pompe à compression est conçu d'une manière qui con- vient tout particulièrement aux véhicules sur rails et n'entrave en rien le libre jeu entre le véhicule et les essieux. En raison de l'établissement, selon l'invention, du disque de commande de la pompe en forme.de came double, les forces agissant sur l'essieu pendant le!fonctionnement de la pompe se com- pensent complètement, de sorte que des efforts latéraux sur les'paliers d'es- sieux sont évités.
Comme la pompe peut être dimensionnée facilement en ce qui concerne son débit, de telle.' sorte qu'elle accomplisse un ohargement com- plet du réservoir à pression déjà après un trajet très court du wagon, c'est- à-dire généralement déjà pendant les manoeuvres et à plus forte raison pendant
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le trajet entre l'endroit de son chargement et celui de son, déchargement, la benne basculante est toujours prête à fonctionner.
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BUCKET, TILTING ON BOTH SIDES, HYDRAULICALLY ACTUATED, PARTICULARLY
FOR VEHICLES ON RAILS.
To facilitate the unloading of the culverted railway wagons (coal, sand, minerals, etc.) and to speed up this work, special models of wagons, called self-tipping buckets, have been designed. The body rolls by pivoting arcs on the frame during the action of the bucket. In these dump body systems, the center of gravity of the dump system is chosen such that the center of gravity of the total wagon body weight and load is placed higher when the wagon body is in. the horizontal position only when this box is tilted.
As a result, the center of gravity of the total weight descends during tilting, so that the potential energy accumulated in the tilting part of the wagon can be made useful for the tilting operation. With the body locking device open, a relatively light effort is sufficient to forcefully trigger the tumble. Once this operation is complete, we have to return the bucket to its normal position by hand, by inserting appropriate transmission mechanisms.
To reduce as much as possible the time to straighten the bucket and to avoid additional work, it has recently been proposed to tilt the load by inserting a hydraulic stopper. The role of this is to accumulate in a pressure tank the kinetic energy released by the lateral overturning of the body, so that this energy can be used again for the recovery of the body. of the dumpster.
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These two known devices have the drawback of requiring a high structure of the wagon, given the necessarily high position of the center of gravity, which makes it practically impossible to load by hand. For these reasons, the use of self-tipping skips of this kind is limited. In addition, the unloading of agglutinating materials., Or hardly sliding (clay,
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etc.), is only possible on condition that certain precautions are taken, failing which the entire car may overturn as a result of restraint followed by abrupt unloading of the load.
In the case of self-tilting skips provided with hydraulic devices storing energy, there is another drawback that the control of operations requires a multiplicity of rotating registers coupled together. As a result, the control apparatus becomes complicated and very delicate to handle and its maintenance, overhaul or repair requires specialists and expensive installations.
The present invention proposes to create a tipping bucket on both sides, particularly for railway vehicles, with a large loading capacity, this bucket not having to present the drawbacks and defects of self-tipping skips already in existence. , and differing from them by its height which does not exceed the normal dimensions - and by the simplicity and the robustness of its hydraulic part. It is important to point out that the tilting of the bucket as well as its straightening is accomplished in a completely mechanical manner.
To solve this problem, the invention starts from the tilting system known in automobiles, where the body of the car is connected to the frame by joints or similar members and can be moved from its usual horizontal position. in a more or less inclined position, by means of lifting cylinders which can develop telescopically.
While in known systems of this kind use is made of liquid from a compression pump driven by a motor, which makes the tilting system dependent on a particular source of energy, the present invention proposes to use. for tipping the body, the energy of a strongly compressed liquid accumulated in a pressure tank permanently fixed to the vehicle, this tank being coupled with a compression pump actuated by a set of wheels, so that the pump, the pressure tank and the tilting cylinder form a liquid circuit closed on itself.
The tilting system which is the subject of this invention therefore no longer operates under the influence of the weight of the load, the center of gravity of which shifts downwards, but by the action of the tilting cylinders which also allow straighten the bucket, after an appropriate reversal. Unlike known self-tipping skips, the position of the total center of gravity of the tipping skip constructed according to this invention has no influence on the course of its tipping. As a result, it is possible to give the vehicle such a small height that it can be easily loaded with a man's arm. This low height also ensures the unloading of clay and other adherent or poorly slippery materials, without difficulty and without having to take special measures to prevent the vehicle from overturning.
It is of decisive importance that the energy used for overturning and for straightening the body is taken from a pressure tank which is recharged automatically as soon as the vehicle is in motion. Contrary to the known installations of tipper bodies of motor vehicles fitted with tilting cylinders, the new system is totally independent of a special motor pumping machine and in some way indirectly uses the traction force of the locomotive. to perform the switch.
According to the invention, an accumulator is used, charged with compressed air, the energy carrier of which is a compressed liquid, for example water with the addition of an antifreeze, which is subjected in the tank to the pressure. - release of compressed air or special gases, neutral with respect to the compressed liquid, for example nitrogen, or gas mixtures. For this purpose, the pressure vessel space is formed by two separate high pressure vessels, connected by a pipe, the smaller of these vessels serving to receive the compressed liquid and the larger serving to receive the gas. In order not to have too large pressure differences during the unloading of the tank, it is advantageous to establish the capacity of the container reserved for the gas so that it is a multiple of the capacity of the container reserved for the liquid.
The volume of the liquid container should allow repeating several times
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the working operation of the tilting cylinders before the tank is emptied.
The invention also relates to a special construction of the compression pump which particularly meets the requirements of railway operation, as well as the apparatus which ensures it operation and a fully automatic disengagement. The invention in fact provides a compression pump of the type with two pistons, with opposed cylinders, the pistons of which can be moved against the pressure of compression springs and are actuated in opposition by a non-circular disc, established as a cam double or similar. Such a control allows the pump to be mounted below or above the axle of the wheel train, so that, in the event of a malfunction or an overhaul of the equipment, this pump can be easily disassembled in a minimum of time.
It suffices for this to remove a few screw fasteners and remove the pump from below, or remove it from above, as the case may be, through an opening provided in the wagon bed and usually covered with a hatch.
In the case where the pump is installed under the axle of the wheel set, a particularly suitable control of the pump is obtained which does not in any way interfere with the play of the axle in the guard plates if, according to the invention, one places between the plungers of the pump and the double cam disc, that is to say the driving member, tilting levers articulated on the chassis of the vehicle and whose free ends, established as pressure members or the like, act on the plungers of the pump, while intermediate parts, for example rollers provided on the tilting levers facing the double cam, cooperate with the latter.
With such an assembly, when the double cam is in the horizontal position, that is to say in the active position, all the relative movements between the axle and the pump are transmitted to the rocking levers and transformed by it. diary in hydraulic work in the pump.
It is preferable to place the pump above the wheel train when it is important to have the underside of the awning as free as possible. It is possible, in this case, to fix it for example to the intermediate frame members of the frame. The tilting levers, which are mounted as before between the double cams and the plungers of the pump, but articulated here on the pump housing, are provided at their free ends with rollers or similar members by which they cooperate. with the double cams, while, on a shorter lever arm, push rods connected to the rocking levers act on the plungers of the pump, by spherical heads or the like.
With such a construction, it is possible to combine the compression pump, the reservoir of compressed agents, the rocking lever as well as a device for disengaging the pump which will be described later, in a closed assembly which leaves the bottom of the pump. free vehicle and is at the same time easy to protect effectively against splashing water, dust, etc. ... It is particularly advantageous that the transmission via push rods articulated by ball joints completely avoids - ment of forces acting transversely or obliquely to the axis of the plungers.
As moreover, in this embodiment of the pump control, the path traveled by the rollers cooperating with the double cam is longer than that traveled by the push rods acting on the plungers, it is possible to use relatively high cams without run the risk of exceeding the permissible limits of the plunger stroke in the event of an excessively large amplitude of the rocking lever movement.
In order to avoid unnecessary idling of the pump and the resulting wear during long journeys, the invention provides a special device for disengaging the tilting levers which comes into operation when the compression has reached its maximum. -in the pressure tank.
For this purpose, when the pump is mounted below the axle of the wheel set, according to the invention, tilting levers are installed between the pressure members, preferably in the longitudinal axis of the plungers of the pump, a disengagement device which is formed by plungers and which is actuated by a control valve which operates
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when the pressure reaches its maximum in the tank. When the counter-plungers are extended, the rocking levers are moved out of the field of action of the double cam.
When the pump is mounted above the axle of the wheel set, it is advantageous to mount the pump release device also above this axle, between the rocking levers.
The counter-plungers of the disengaging device, which are actuated by the control valve mentioned above, are connected to the rocking levers by push rods suitably provided with ball heads. A moderate stroke of the counter-plungers is thus sufficient to stop the pump. In this case, too, lateral forces on the counter-plungers are avoided, so that they can work in complete safety for a long time.
Further details relating to this invention will be described with reference to the drawing which shows by way of example an embodiment of a tipper on both sides.
Fig. 1 shows the bucket in schematic elevation, partially in section.
Fig. 2 is a section through the line A-B of FIG. 1.
Fig. 3 is a view similar to FIG. 2, but with the body in an inclined position.
Fig. 4 is a diagram of the hydraulic part of the tilting mechanism.
Fig. 5 shows another embodiment of the pump and its control, in a partial view.
As shown in fig. 1, the tipping body on both sides essentially comprises a frame 1 with the wheel sets 2, the body 4 which can be tilted at will to the right or to the left around the joints 3, 3 ', and the necessary hydraulic device pbur the tilting 'of the body. According to the invention, the pressure tank) which consists of two high pressure bottles 5 and 6 has been firmly fixed in the lower part of the vehicle frame. The pressure vessel 5 serves to receive the liquid to be compressed, while that the container 6 contains the gaseous agent under high pressure. The two pressure vessels are interconnected by an S-curved tube 7 (fig. 4) which prevents the direct passage of the compressed liquid from the vessel 5 into the vessel 6.
It also has the effect that liquid which would have entered the receptacle 6, for example as a result of impacts, is forced back into the receptacle 5 as soon as liquid is withdrawn from the reservoir. The receptacle 5 is provided with two valves 8 and 9, the first of which is used for filling and checks, while the other is used for mounting a pressure gauge as well as for checks. The connection points of these valves are located at the height of the maximum level (line 10) and minimum (line 11) of the liquid in the container 5.
The hydraulic cylinders 12 and 13 which tilt the body 4 of the vehicle are of conventional construction and are articulated in the frame 1 by pins 14. Their pistons are connected to the frame 17 of the body 4 by a ball joint 16 'or by a similar device. In order to avoid to a large extent subjecting the chassis 1 to bending forces, the two tilting cylinders are suitably placed so that their longitudinal axes are placed in the same plane as those of the wheel sets 2.
The compression pump 18 which is firmly fixed to the frame 1 consists essentially of the cylinder blocks 19 and 20, of the compressed agent reservoirs 22 and 23 arranged above and connected to each other by a tube 21, and of the release device 24. In the cylinder blocks are mounted so as to be able to slide plungers 27 supported on compression springs 25 and provided at their free ends with flanges 26. The suction and compression valves (not shown ) are designed in the usual way. The plungers 27 are actuated by the axle 28 of the wheel set 2 which carries for this purpose a non-circular control plate forming a double cam 29.
On each side of this plate are arranged tilting levers 31 mounted by articulation pins 31 on the vehicle frame.
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or on the cylinder support which actuates the tilting of the bucket, these tilting levers cooperating by rollers 32 with the double cam 29 and by pressure fingers 33 with the front flanges 26 of the plungers 27. When the cams 29 rise, the plungers 27 are therefore pushed in opposite directions from one another in the cylinder blocks, while on the descent of the cams 29 the plungers suddenly return to their initial position under the inaction of the springs 25.
The tipping body according to the invention operates as follows:
Before the tipping body is put into service for the first time, the pressure vessel 5 is filled via the filling valve 8 up to level 10 with a suitable liquid, preferably water with the addition of antifreeze. Then, the two receptacles 5 and 6 are charged, through the same valve, with air or compressed gas supplied by special filling cylinders, until the desired pressure is obtained. The installation is thus ready to serve. tilt the body 4 into the position of fig. 3, the hand lever of the control valve 34 is moved to the "up" position (arrow 35).
As a result, the compressed medium passes through line 36, open valve 37 and control valve 34 into tube 38 and thence through open shut-off valve 39 to rocking cylinders 12 and 13 connected between. them by the tube 40 and whose telescopic pistons therefore develop until the end of their stroke. During this time, the stop valve 41 is closed. '
To straighten the body 4, the control valve is brought to the "descent" position (arrow 42).
Under the effect of the weight of the bucket, the telescopic pistons of the tilting cylinders 12 and 13 return to their initial position and the compressed liquid which was below the pistons returns through the open valve 39, the line 38, the valve control 34 and tube 42 * in containers 22 and 25 which are connected to the suction side of the compression pump.
Due to the volume given according to the invention to the pressurized agent reservoir 5, the action of the tilting cylinders 12 and 13 can be repeated several times before the compressed agent reaches the level 11 which corresponds to. the smallest permissible operating pressure. When this happens, the valve 37, which had remained open until then, closes preventing the removal of the liquid remaining in the receptacle 5o As soon as the vehicle is set in motion, the compression pump begins to operate.
The pressure thus created in the discharge line 45, a pressure which is higher than that in the reservoir when the level reaches line 11, again opens valve 37, giving way to the pressurized liquid supplied by pump 5, up to 'upon obtaining the upper fill level marked by line 10. Once this line has been reached, the valve 44 opens under Inaction of the pressure and thus connects the discharge line 43, to the control line 45 going to the pump release device 24.
Under the inaction of the compressed liquid which enters at 46, the movable counter-plungers 48 in the frame 47 move to their extreme position and cause the tilting levers 31 to pivot to such an extent that the rollers 32 leave the field of action of the double cam 29. This results in stopping the compression pump.
In the event of a fault in the release device 24, the so-called circulation valve 49, loaded by a spring and sensitive to pressure, comes into action. When this valve is open, it connects the discharge side of the pump ?. via the supply line 50, to the suction side or to the pressure medium container. In this case . pump continues to run empty. In addition, another safety valve 51 is provided which opens at a higher pressure. This valve connects the discharge side of the pump to the outside air, via the pipe 52, when all the other safety devices mentioned above have failed to operate.
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Finally, in order to be able to tilt the body 4 even in the event of the pump, the piping or the pressure tank 5, 6 being removed, an auxiliary hand pump 53 is provided. This pump acts directly on the tilting cylinders. , by the tube 54, provided that the valve 41 is open and that the stop member 39 is closed. The return of the body is obtained by closing the valve 41, by opening the valve 39 and reversing the control valve 34 according to the arrow 42.
Fig. 5 shows a compression pump of different construction. It is designed for mounting above the axle of the undercarriage and essentially comprises the cylinder blocks 19 and 20, the pressure medium containers 22 and 23 mounted above, the release device 24 and the tilting levers 31 which are in this case mounted on the frame of the pump itself, by joints 55.
The pump, the containers of pressurized agent, the tilting levers and the release device form an assembly which can be screwed, for example, to the intermediate longitudinal members 56 (fig. 2) of the chassis, after having been introduced from above through a hatch. provided in the loading platform of the vehicle As opposed to the embodiment according to FIG. 4, the rollers 32 which actuate the plungers 27 pushed back by the compression springs 25 are mounted at the free end of the tilting levers 31. The push rods 57, which are connected thereto by ball joints at 56, therefore on a smaller lever arm, therefore have a proportionally shorter stroke than that of rollers 32.
The part of the push rod 57 which enters the head 58 of the plunger is rounded at its front end and rests against a mating surface of corresponding shape, so that during the angular displacement of the rocking levers only the forces directed in the direction of the axis of the diver can act on him. For this reason, divers are largely protected from the danger of deflection and entrapment and their seal is maintained for a longer time. The release device 24 of this compression pump differs from that of the pump of FIG. 4 firstly by the fact that the counter-plunger 48 consists in this case of a hollow piston and that it is mounted this time not in the axis of the plunger, but above it.
The transmission of force from the counter-plungers 48 to the rocking levers 31 is effected by means of push rods 59 which are connected to the levers 31 by a ball 60 and whose free ends, also spherical, penetrate into the back plungers 48. In this way, forces exerted laterally on the back plungers are also avoided. The construction and the. operation also correspond to those of the compression pump of FIG. 4, with the exception of the position of the tilting cylinders which, due to the mounting of the pump above the axle of the wheel set, are no longer mounted above the axles of the wheel sets, but at side of the axles of these wheel sets, at an appropriate distance from them.
It is easy to see that the dump body constructed according to the present invention meets the requirements of rail traffic in particular and allows, because of its height, which does not exceed the usual size, loading at human arm, that is to say independent of any mechanical equipment. At the same time, the hydraulic part of this dump body is distinguished by a simple construction, completely avoiding the distribution spools of complicated construction and delicate handling. The tipping and the return of the vehicle body are carried out completely automatically and in a minimum of time.
In addition, the control mechanism of the compression pump is designed in a manner which is particularly suitable for rail vehicles and does not in any way interfere with the free play between the vehicle and the axles. Due to the establishment, according to the invention, of the double cam-shaped pump control disc, the forces acting on the axle during the operation of the pump are completely offset, so that lateral forces on the staircases are avoided.
As the pump can be easily dimensioned with regard to its flow rate, such. so that it accomplishes a complete loading of the pressure tank already after a very short journey of the wagon, that is to say generally already during the maneuvers and all the more so during
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the route between the place of its loading and that of its unloading, the tipper is always ready to operate.