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" BASCULEUR DE WAGONS. "
La présente invention est relative à des perfec- tionnements nouveaux et intéressants à un mécanisme bascu- leur de wagons retournant ceux-ci sens dessus dessous pour les vider.
L'invention est relative à : un mécanisme basculeur retournant un wagon de sa position normale pour le mettre sens dessus dessous, puis le ramenant automatiquement en position normale, à grande vitesse, sans chocs excessifs sur
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le mécanisme ; un mécanisme basculeur du type ci-dessus dans lequel la pesanteur aide à déplacer le wagon pour l'amener en -posi- tion de vidange et à ramener le wagon en position normale; un basculeur dans lequel la rotation du mécanisme basculeur est arrêtée de façon positive en position de vidange complète afin d'aider à détacher la matière des parois laté- rales et du fond du véhicule;
un basculeur de ce type dans lequel une butée arrête la rotation du mécanisme lorsque le véhicule est revenu en position droite et un verrou bloque automatiquement le méca- nisme en position normale; un mécanisme de ce genre comportant des cylindres servant à la fois à la commande et à l'amortissement, amorçant le mouvement de basculement et le réglant sous l'action de la pesanteur ; un tiroir à cinq voies, envoyant du fluide aux cy- lindres de commande, faisant communiquer ces cylindres avec l'atmosphère et fermant les orifices pour commander les mouve- ments des pistons ;
des canes de commande agissant successivement pour déplacer le tiroir après qu'il a été d'abord mis en position amorçant le basculement de manière à permettre le libre dépla- cement du mécanisme basculeur sous l'action de la pesanteur, arrêter le mouvement à la fin de la course de vidange, amorcer automatiquement le retour du mécanisme basculeur vers sa position normale, permettre le libre mouvement du basculeur nous l'action de la pesanteur pour revenir en position normale et arrêter le mouvement du basculeur à la fin de la course de retour.
D'autres avantages et particularités de l'invention rassortiront de la description qui va suivre d'une forme de
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réalisation de l'invention donnée à titre d'exemple, en se référant aux dessins connexes dans lesquels :
La figure 1 est une vue de face du basculeur de wagons, représentant schématiquement son montage du-dessus d'une fosse dans laquelle on doit vider la charge, le bascu- leur étant en position normale et contenant un wagon chargé.
La figure 2 en est une vue de côté.
La figure 3 est une vue analogue à la figure 1, mais montrant le basculeur avec le wagon ayant tourné de 90 vers la position de vidange.
La figure 4 est encore une vue analogue mais avec le basculeur en position de vidange, la charge étant tombée dans une fosse située en dessous.
La figure 5 est une vue en bout du basculeur, re- présentant plus en détail la disposition du châssis intérieur portant le wagon à vider.
La figure 6 est une coupe à grande échelle dutiroir de commande.
La figure 7 est une vue en plan du levier actionnant le tiroir.
La figure 8 est une vue de détail, représentant la came mobile amorçant le mouvement du mécanisme basculeur et représentant également une des butées maintenant les grandes roues en position normale et un des verrous maintenant ces roues en position normale.
La figure 9 représente schématiquement le tiroir, le cylindre de commande et le piston, avec le tiroir en posi- tion d'amorçage du mouvement de basculement et montrant égale- ment le wagon dans le basculeur.
La figure 10 est une vue analogue à la figure 9, mais représentant le tiroir amené dans une position où l'arrivée du fluide de commande est coupée et la position du wagon dans le basculeur à ce moment.
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La figure 11 est une vue analogue à la figure 10 mais représentant le tiroir déplacé de manière à faire commu- niquer avec l'atmosphère les deux extrémités du cylindre pour permettre le libre déplacement du basculeur sous l'ac- tion de la pesanteur.
La figure 12 est encore une vue analogue avec le tiroir dans la position où l'extrémité intérieure du cylindre est fermée de manière à ralentir le mouvement du basculeur lorsqu'il ce rapproche de sa position finale de vidange.
La figure 13 représente le tiroir à la fin do la course de vidange, déplacé do manière à amorcer le retour du basculeur vers sa position normale.
La figure 14 est une vue analogue à la figure 13, avec le tiroir amené en position de fermeture de l'arrivée de fluide au cylindre et le déplacement du basculeur aidé par la pesanteur, ainsi que l'expansion du fluide enfermé dans le cylindre.
La figure 15 est encore une vue analogue avec le tiroir faisant communiquer avec l'atmosphère les deux extré- mités du cylindre, en permettant ainsi au basculeur de revenir en position normale uniquement sous l'action de la pesanteur.
La figure 16 est une vue analogue, le tiroir étant @ venu dans la position où il ferme l'extrémité intérieure du 'cylindre par rapport à l'atmosphère, en réglant ainsi le mou- vement du basculeur lorsqu'il se rapproche de sa position normale finale.
Le mécanisme basculeur selon l'invention comporte un cadre de support extérieur dans lequel sont montées de grandes roues fixées sur le cadre formant support pour le wagon à vider. Ces grandes roues comportent des jantes relative-
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ment'lissesvenant enprise avec des galets situés de chaque côté: du cadre principal et ainsi les roueset le châssis qu'elles portent peuvent tourner librement. Il y a des galets à chaque extrémité du mécanisme basculeur, venant en prise sur les côtés de la jante, sur son pourtour, pour empêcher le déplacement en bout du mécanisme basculeur dans le système de cadre. Ce dernier est monté sur les parois latérales de la fosse dans laquelle doit être vidé le contenu du wagon.
Plus en détail, le système de cadre principal comporte une traverse 1 à chaque extrémité. Des montants faits de corniè- res 2,2 sont placés de chaque côté du cadre. Des logements 3,3 fixés sur la traverse et les cornières servent à recevoir des roues de support 4,4. Ces roues sont portées par des axes , montés dans les logements et il peut être prévu un. dis- positif quelconque servant à faire porter les roues par les axes. Ces systèmes de cadre à chaque extrémité du mécanisme basculeur, sont reliés par des fers en U, 6,7,8 et . Des tôles latérales 10 et 11 sont fixées sur les côtés intérieurs de ces U (voir fig. 4) et il y a des tôles latérales 10 et 12 . fixées sur les U de l'autre côté du châssis principal.
Ces tôles forment logement pour le côté de la charpente jusque dans le haut des montants latéraux. Toutefois, ces tôles se terminent de manière à laisser le système de cadre ouvert sur son côté inférieur.
Une grande roue 13 est disposée à chacune des ex- trémités du cadre et cette roue comporte une jante 14 qui est lisse et qui repose sur les galets 4,4. Sur le côté supé- rieur des logements , il y a des consoles 15 dans lesquelles tourillonnent des galets 16. Il y a un galet 16 de chaque côté du cadre et ces galets viennent porter sur les bords périphériques extérieurs des grandes roues 13. Celles-ci
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sont ainsi empêchées de se déplacer longitudinalement dans le cadre, sur les galets de support 4. Chaque grande roue comporte une bague 17 portant la jante. Des U 18 sont'reliés à leurs extrémités supérieures et inférieures à la bague 17.
Ces U sont espacés l'un de l'autre de façon qu'un wagon puisse passer librement entre eux.
Une poutre transversale en U, 19, est fixée sur ces barres verticales 18 et des rails 20 sont montés sur cette poutre transversale. Il y a évidemment une poutre transversale sur chaque grande roue et les rails vont d'une de ces roues à l'autre. Des barres en U 23a réunissent les barres verticales 18. Des tôles latérales 21 et une tôle de fond 22 forment logements sur trois des côtés de l'espace dans lequel le véhicule arrive sur les rails de support 20. Ces grandes roues, les barres de liaison et les tôles forment ce que l'on appelle- ra plus particulièrement ci-dessous un basculeur.
Il y a des cornières 23 portées par le basculeur, sous lesquelles les bords supérieurs des côtés du véhicule viennent et ces cornières 23 sont placées de telle sorte que lorsque le basculeur tourne pour mettre le véhicule sens dessus-dessous, ce dernier porte sur ces cornières. Il y a suffisamment de jeu pour permettre au véhicule de venir faci- lement sous ces cornières.
Des barres de guidagelatérales 24 supportent un véhicule sur le côté lorsqu'il vient la tête en bas et revient en position normale. Des tôles d'extrémité sont placées entre ces U 18 et la bague 17 et également entre la poutre 19 et la bague 17.Ceci forme fermeture pour les grandes roues, sauf en ce qui concerne l'espace par lequel le véhicule pénè- tre dans le basculeur.
Sur la figure 1, on voit le véhicule à vider 25 et il contient une charge 26 qui peut être du charbon, des
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pierres brisées ou autres produits analogues. Le wagon est représenté schématiquement et on voit lesroues 27 portant sur les rails 20 du basculeur. On remarquera que le bord su- périeur des côtés des wagons se trouve directement sous la cornière 23 et les parois latérales sont voisines des barres de guidage latérales 24. En même temps, il y a suffisamment de jeu pour permettre au véhicule de circuler facilement sur les rails et dans le mécanisme basculeur. Le dispositif d'ac- couplement du wagon se voit en 28.
Cette tête d'attelage ou accouplement est du type universel et son centre 29, lorsque le wagon est dans le basculeur, se trouve sur la ligne des centres des grandes roues, qui constitue le centre de rotation du basculeur. En conséquence, on peut faire tourner le bascu- leur autour du centre de la tête d'attelage sans désaccoupler le wagon des autres véhicules du train. En d'autres termes, on peut faire basculer les différents wagons sans les détacher du train.
Le centre de gravité du wagon chargé se trouve en 30 (fig. 1). Etant donné que ce centre de gravité 30 est bien au-dessus de l'axe de rotation 29 des grandes roues, dès que ces roues ont tourné d'un angle relativement faible, la pesan- teur aide à les faire tourner pour les amener en position de vidange.'
Sur la figure 3, le basculeur est représenté comme ayant tourné d'environ 90 au cours de son mouvement de vidan- ge et, sur la figure 4, le basculeur est représenté comme étant venu dans sa position de vidange complète.
Sur le pourtour de chacune des grandes roues , se trouve une tôle 31 venant en prise avec une butée 32 lorsque la grande roue est en position normale pour recevoir un wagon.
La butée 32 porte un collier fixe 33 et passe librement à travers une console 34. Un ressort 35 est monté entre le collier 33 et la console et un écrou 36 se visse sur l'extrémité
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inférieure de la butée. Cet écrou est réglé de telle sorte que le ressort est sous tension lorsque la tôle 31 n'est pas en contact avec la butée et, en conséquence, lorsque la grande roue revient en position normale, la tôle 31, en venant toucher cette butée., arrête de façon positive la grande roue dans une position déterminée pour laquelle les rails 20 sont dans l'a- lignement des rails situés à l'extérieur du basculeur ou des voies sur lesquelles le train se déplace.
Il y a une butée annulaire 40 de l'autre côté des châssis, qui est portée par un ressort 41 et, lorsque le wagon est en position de vidange complète représentée sur la figure 4, cette tôle 21 'vient rencontrer la butée et ceci limite le déplacement du basculeur.
Un arbre 38 est disposé dans le sens de la longueur du châssis et une barre formant verrou 27 est portée par cet arbre, un verrou étant prévu pour chaque grande roue. Une poignée 39 est fixée sur l'arbre pour le faire tourner. Le poids des pièces maintient les verrous sur la trajectoire des tôles. Lorsque les tôles viennent rencontrer les verrous, ceux-ci cèdent et laissent passer les tôles puis reviennent automatiquement maintenir le basculeur en position normale pour permettre d'en retirer un wagon vide et d'y mettre à sa place un wagon plein pour le faire basculer.
Sur la barre 10 et les barres 6 et 2 qui s'étendent dans le sens de la longueur du basculeur, sont montées des consoles espacées 42. Un cylindre 43 est monté sur ces conso- les. Il est muni de tourillons 44 qui tournent dans des paliers
45 portés par ces consoles. Dans le cylindre se trouve un piston 46 muni d'une tige de piston 47..Cette dernière à son tour est reliée à un axe 48 (fig. 5). Ce dernier est porté rigidement par des barres 49 en U allant de la poutre 22 à la bague de la grande roue. Des consoles analogues et un sys- tème de cylindre analogue sont associés à l'autre grande roue (voir fig.2).
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Lorsque du fluide arrive à l'extrémité intérieure des cylindres et sous le piston, il actionne les grandes roues et fait ainsi tourner le basculeur. Si les deux extrémités du cylindre communiquent avec l'atmosphère, les pistons sont libres de se déplacer dans le cylindre et ils ne gênent pas la rotation des'grandes roues sous l'action de la pesanteur.
Lorsque les orifices se trouvant à l'extrémité intérieure des cylindres sont fermés, le piston, s'il se déplace vers l'ex- trémité intérieure du cylindre, comprime l'air dans celui-ci et règle ou raleatit le mouvement desgrandes roues lorsque le basculeur se rapproche de la position de vidange finale avec le wagon la tête en bas, et lorsque le basculeur revient en position normale. Du fluide, par exemple de l'air, est amené par le tuyau 50 à un système de tiroir 51. Ce système de tiroir est relié par des tuyaux 52 aux extrémités intérieu- res des cylindres et par des tuyaux 53 à leurs extrémités extérieures. Les tuyaux 52 comportent la liaison à rotule 52a qui est dans l'alignement de l'axe sur lequel les cylindres sont montés. Le tuyau 53 comporte une liaison à rotule qui est de même sur l'axe d'oscillation des cylindres.
Sur la figure 6, le tiroir de commande 51 est représenté en détail.
Ce tiroir comporte des orifices sur lesquels sont branchés des tuyaux 52 et un orifice sur lequel sont branchés les tu- yaux 53. Le piston 54 du tiroir va et vient dansle logement du tiroir à la façon habituelle. Ce piston est monté sur une tige 55. et il y a des garnitures habituelles entre le piston et les parois cylindriques de la chambre dans laquelle il se déplace. Les extrémités extérieures du logement du tiroir communiquent avec l'atmosphère par des orifices 56. Lorsque le tiroir est dans la position représentée sur la figure 6, chacune des extrémités du cylindre communique avec l'atmosphè- repar les orifices 56.
Si le tiroir vient vers la droite,
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de manière à faire communiquer l'espace 57 entourant le pis- ton avec l'orifice de communication avec le tuyau 52, l'air ou autre fluide venant de la source d'alimentation va par le tuyau 52 à l'extrémité intérieure des cylindres. Si le tiroir s'était déplacé en sens contraire de manière à faire communi- quer cet espace 57 avec l'orifice sur lequel sont branchés les tuyaux 53, l'air arriverait sur les extrémités extérieures du cylindre. Si le tiroir se déplace de manière à fermer l'orifice communiquant avec les tuyaux 52, l'extrémité inté- rieure du cylindr ne communique, ni avec l'atmosphère, ni avec la source d'air et le piston est amorti en se déplaçant vers l'extrémité intérieure du cylindre.
La tige 55 du tiroir est reliée à une tige de ma- noeuvre 58, reliée elle-même à un levier 59 monté dans une console 60 portée par le châssis extérieur du mécanisme bas- culeur. Ce levier comporte un bras 61 portant un galet 62. Sur la grande roue située à l'extrémité du basculeur voisinedu levier de commande 59, se trouve une plaque came 63 pivotant en 64. Un ressort 65 relié à la plaque came et attaché sur la face de la grande roue déplace normalement la plaque came vers la droite en regardant la figure 8' Le galet 62 porte contre la face intérieure de cette plaque came. Lorsque l'on désire amorcer le déplacement du mécanisme basculeur, on libère le verrou 37 et on déplace le levier de commande 59 de façon que le galet venant porter contre la plaque came 63 vienne dans la position représentée en pointillé sur la figure 8.
Ce déplacement du levier de commande amène le tiroir dans la position représentée sur la figure 9.'Dans s cette position, du fluide, de préférence de l'air, est envoyé dans l'extrémité intérieure des cylindres ce qui pousse le piston vers l'extérieur et la poussée des tiges de piston fait tourner les grandes roues-et le basculeur dans le sens
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des aiguilles d'une montre, en direction de la position de vidange.
Sur la grande roue est montée une plaque came 66.
Cette plaque came est dans une position telle que lorsque la plaque came se déplaçant avec la grande roue vient rencontrer le galet 62, elle pousse ce galet vers la droite pour l'ame- ner dans la position 67 représentée en pointillé. Ceci dépla- ce le tiroir pour l'amener dans la position de la figure 10 dans laquelle l'orifice communiquant avec les tuyaux allant à l'extrémité intérieure des cylindres est fermé. Lorsque l'on utilise de l'air, il est sous pression à ce moment et sa dilatation aide au déplacement du mécanisme basculeur.
Etant donné que l'extrémité extérieure du cylindre communique à ce moment avec l'atmosphère, la pesanteur agissant sur le wagon chargé fait tourner le basculeur dans le sens des ai- guilles d'une montre et provoque un déplacement très rapide de celui-ci. Lorsque la plaque came 68 vient toucher le galet 62 elle amène celui-ci dans la position de la figure 11 où les deux extrémités du cylindre communiquent avec l'atmosphère.
A ce moment, le basculeur a fait déplacer le véhicu- le sensiblement de 90 et les pistons sont libres de se mou- voir dans l'un ou l'autre sens et, en conséquence, la pesan- teur actionn.e le basculeur et le wagon qu'il contient très rapidement pour l'amener en position de vidange. Comme la grande roue continue à tourner, le galet 62 vient toucher la plaque came 69 et ceci amène le tiroir dans la position de la figure 12 dans laquelle l'orifice communiquant avec l'extrémité inférieure du cylindre est fermé et, en consé- quence, la rotation de la grande roue est amortie ou arrêtée par la compression de l'air entre le piston et l'extrémité intérieure du cylindre.
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Lorsque le basculeur arrive à la fin de son mouve- ment de vidange, les tôles 31 viennent porter sur les butées 40 qui sont soumises à la tension des ressorts et les butées cèdent mais arrêtent nositivement les mouvements du basculeur avec choc ; celui-ci détache la matière pouvant coller sur les parois du wagon. Le basculeur a terminé son mouvement de vidange et est prêt à revenir en position droite normale.
Le poids du système de cadre du basculeur est ré- parti de façon que le centre de gravite, lorsque le wagon est en position de vidange, se trouve au-dessus du centre de rotation du basculeur, comme cela est indiqué en 30a.
En conséquence, la pesanteur aide à ramener le basculeur en position droite normale. Il peut se faire qu'une fois la charge vidée, le centre de gravité amorce automatiquement le retour du basculeur. Si cela n'est pas, le galet qui touche la plaque came 70 amène le tiroir dans la position représentée sur la figure 13 pour laquelle du fluide arrive aux extré- mités intérieures des cylindres et ceci oblige le basculeur à tourner en sens contraire des aiguilles d'une montre pour revenir en position normale.
Lorsque la grande roue tourne en sens contraire des aiguilles d'une montre pour venir dans sa position nor- male, la plaque came 71 vient porter sur le galet 62 ce qui déplace le tiroir pour l'amener dans la position de la figure 14. A ce moment, le tiroir ferme l'orifice communiquant avec les extrémités intérieures des cylindres et ferme l'arri- vée d'air. Les extrémités extérieures des cylindres communi- quent avec l'atmosphère et la dilatation de l'air enfermé dans les extrémités intérieures des cylindres accélère le mouvement de retour jusqu'à ce que la pesanteur soit efficace pour ramener rapidement le basculeur en position normale.
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Comme les grandes' roues continuent leur mouvement de retour, la plaque came 72 vient toucher le galet 62 et déplace le tiroir pour l'amener dans la position représentée sur la fi- gure 15, dans laquelle les deux extrémités de cylindre commu- niquent avec l'atmosphère et les pistons peuvent vonir rapide- ment à l'extrémité extérieure de leur course, puis vers l'in- térieur lorsque le basculeur amène le véhicule enposition droite.
La continuation du déplacement du basculeur vers sa position normale amène la plaque came 73 au contact du galet 62 et amène ainsi le tiroir dans la position de la figure 16 où l'orifice communiquant avec 1-' extrémité intérieure des cylindres est fermé, en enfermant ainsi de l'air qui sert à amortir le déplacement du piston lorsque la grande roue vient au contact de la butée 32. Les verrous sont poussés par la pesanteur et bloquent les grandes roues danspette posi- tion de retour avec les rails du basculeur dans l'alignement des rails des voies extérieures.
A la fosse est associé un volet 74 pivotant en 75 qui vient d'une position représentée sur la figure 4 à une position située du côté opposé dé l'ouverture de décharge.
On peut faire ainsi que la charge vienne tomber dans une fos- se ou dans l'autre comme cela est représenté sur cette figure.
Ce volet est actionné par une manivelle 76 fixée à une bielle 77 reliée elle-même à un piston 78 se déplaçant dans un cy- lindre 79. On peut faire arriver un fluide à l'une ou l'autre des extrémités de ce cylindre pour commander la position du volet.
On pense que le fonctionnement du mécanisme bascu- leur est clair d'après la description détaillée que l'on vient d'endonner. On va toutefois résumer brièvement un cycle d'une opération de basculement.
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Une fois le wagon plein amené dans le basculeur, on actionne le levier de verrouillage pour libérer les verrous et, ensuite, on fait tourner le levier de commande 59 de façon à déplacer le tiroir de commande. La came 63 cède pour permettre le déplacement du levier de commande. Le déplacement du tiroir fait arriver l'air dans les cylindres, ce qui applique une force par l'intermédiaire des tiges de pistons sur les axes des grandes roues et ceci amorce la rotation du basculeur.
Lorsque la came 66 vient en prise avec le galet 62 du tiroir, ce dernier est amené automatiquement en position de recouvrement, en fermant l'arrivée d'air et en utilisant la dilatation de l'air comprimé pour donner une force d'accé- lération s'ajoutant à l'action de la pesanteur de la charge, en faisant ainsi tourner le basculeur rapidement dans le sens des aiguilles d'une montre vers la position de vidange. Lors- que la came 68 vient en prise sur le galet 62, le levier de commande est déplacé en amenant le tiroir en position centrale ce qui permet à l'air de s'échapper des cylindres dans l'at- mosphère. Le basculeur continue à tourner jusqu'à ce que.la came 70 vienne toucher le galet 62 ce qui ramène le tiroir en position de recouvrement pour enfermer de l'air dont la pression retarde la rotation jusque position complète de vidange.
La came 70,en se rapprochant du ;alet 62, déplace le levier de commande de manière à faire arriver de l'air en vue d'inverser et d'accélérer le mouvement de rotation de retour en position normale. Si les cames 69 et 70 n'arrêtent pas le mouvement de vidange dans le sens des aiguilles d'une montre, la tôle 31 vient rencontrer la butée 40 qui est amortie en assurant ainsi un arrêt positif avec le wagon la tête en bas en position de vidange complète. Ces cames 69 et 70 peuvent être réglées ou placées de façon que le mouvement de rotation soit toujours arrêté par la rencontre de la tôle
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31 avec la butée.
Il enrésulte un arrêt brusque du mouvement de rotation, suffisant pour produire un choc sur la caisse du wagon en vue de détacher la matière pouvant éventuellement coller et qui pourrait autrement ne pas descendre du wagon sous l'action de la'pesanteur. La came 2 a rouvert l'orifice d'admission d'air comprimé dans les cylindres et l'air agis- sant sur les pistons amorce de façon positive le retour du basculeur. La came 71 amène lo tiroir en position de recouvre- ment de sorte que la dilatation de l'air contenu dans le cy- lindre accélère le retour vers la position normale du fait que la dilatation de cet air aide l'action de la pesanteur, le centre de gravité ayant passé de l'autre côté du centre de rotation lorsque la charge est tombée du wagon.
La came 22 amène le tiroir en position neutre avec les orifices communi- quant avec l'atmosphère de sorte que ce déplacement, avec l'aide de la pesanteur, fait tourner le basculeur pour l'ame- ner en position normale avec une vitesse suffisante pour sur- monter le frottement et maintenir une vitesse de rotation re- lativement élevée jusqu'à ce que la came 73 rencontre le galet et amène le tiroir en position de recouvrement qui provoque la compression de l'air dans les cylindres pour arrêter le mouvement de retour du basculeur. La tôle 31 vient rencontrer la butée 2 lorsque le basculeur a terminé son mouvement de retour en position normale.
Ces butées 32 sont commandées par des ressorts sous tension qui sont réglés de manière à maintenir le basculeur en position horizontale avec ces rails dans l'alignement de ceux de la voie de chaque côté du bas- culeur. Lorsque le basculeur est arrêté avec compression des ressorts, les/verrous actionnés par gravité maintiennent de façon positive le basculeur en position horizontale normale pour enlever le véhicule vide et admettre un autre- véhicule chargé.
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Comme on l'a déjà dit, les dispositifs d'accouple- ment des wagons sont disposés de façon à permettre la rotation et la vidange d'un ou de plusieurs des wagons d'un train sans les débrancher de ce train.
Il y a lieu de noter que les pistons sont reliés au basculeur tournant avec une quantité minimum d'espace d'air mort au commencement de la course et ceci réduit au minimum le volume d.'air nécessaire pour amorcer la rotation du bascu- leur. Cet espace mort minimum est utilisé pour amortir et inverser le basculeur lorsqu'il se rapproche de sa position de vidange complète et en repart. On l'utilise également pour amortir et arrêter le retour du basculeur. Les tuyaux 52 venant du tiroir sont reliés aux orifices placés en tota- lité dans les têtes des cylindres et c'est ce qui permet aux @ pistons de venir près de ces têtes en donnant ainsi un espace minimum entre chaque piston et la tête intérieure.
On remarquera finalement que l'on peut utiliser @ ce mécanisme basculeur de façon tout à fait satisfaisante, même lorsque la pesanteur n'aide pas les deux opérations de retournement des wagons et de retour de ceux-ci en position droite. Il est en général bon, en vue d'avoir une dépense de force minimum, de régler l'équilibre de l'amortisseur de façon que la pesanteur aide dans les deux sens. Toutefois, le tiroir à cinq directions assure une commande positive de la pression dans les cylindres de commande et on peut obtenir dans n'importe quel cas un fonctionnement sati sfai- sant en réglant de façon appropriée les cames de commande du tiroir de manière à assurer une pression satisfaisante dans le cylindre lorsque l'on opère en opposition avec la pesanteur.
Ce mode de fonctionnement peut être intéressant lorsque l'encombrement, le poids, le type de wagon ou autres limitations font qu'il n'est pas à souhaiter que l'axe de rotation du basculeur se trouve entre les centres de gravité
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du basculeur avec le wagon chargé et le wagon vide.
Il est évident que l'on peut apporter de nombreux changements dans les détails de construction sans pour cela sortir du cadre de la présente invention.
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"WAGON ROCKER."
The present invention relates to new and interesting improvements to a tilting mechanism for wagons turning them upside down to empty them.
The invention relates to: a tilting mechanism returning a wagon from its normal position to turn it upside down, then automatically returning it to the normal position, at high speed, without excessive shocks on
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the mechanism ; a tilting mechanism of the above type in which gravity helps to move the wagon to the emptying position and to return the wagon to the normal position; a rocker in which the rotation of the rocker mechanism is positively arrested in the full drain position to help loosen material from the side walls and bottom of the vehicle;
a rocker of this type in which a stopper stops the rotation of the mechanism when the vehicle has returned to the upright position and a lock automatically locks the mechanism in the normal position; a mechanism of this type comprising cylinders serving both for control and for damping, initiating the tilting movement and regulating it under the action of gravity; a five-way spool, sending fluid to the control cylinders, communicating these cylinders with the atmosphere and closing the orifices to control the movements of the pistons;
control rods acting successively to move the drawer after it has first been placed in the tilting initiating position so as to allow free movement of the tilting mechanism under the action of gravity, stopping the movement at the end of the emptying stroke, automatically initiate the return of the rocker mechanism to its normal position, allow the free movement of the rocker by the action of gravity to return to the normal position and stop the movement of the rocker at the end of the stroke of return.
Other advantages and particularities of the invention will be corroborated by the following description of a form of
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embodiment of the invention given by way of example, with reference to the related drawings in which:
FIG. 1 is a front view of the wagon rocker, schematically showing its mounting above a pit in which the load is to be emptied, the rocker being in the normal position and containing a loaded wagon.
Figure 2 is a side view.
FIG. 3 is a view similar to FIG. 1, but showing the rocker with the wagon having turned 90 towards the emptying position.
FIG. 4 is still a similar view but with the rocker in the emptying position, the load having fallen into a pit located below.
FIG. 5 is an end view of the rocker, showing in more detail the arrangement of the inner frame carrying the wagon to be emptied.
Figure 6 is an enlarged section of the control drawer.
Figure 7 is a plan view of the lever operating the drawer.
FIG. 8 is a detail view, showing the movable cam initiating the movement of the rocking mechanism and also showing one of the stops holding the large wheels in the normal position and one of the bolts keeping these wheels in the normal position.
FIG. 9 is a schematic representation of the spool, control cylinder and piston, with the spool in the position to initiate the tilting movement and also showing the wagon in the rocker.
FIG. 10 is a view similar to FIG. 9, but showing the spool brought into a position where the arrival of the control fluid is cut off and the position of the wagon in the rocker at this time.
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FIG. 11 is a view similar to FIG. 10 but showing the spool displaced so as to cause the two ends of the cylinder to communicate with the atmosphere to allow the free movement of the rocker under the action of gravity.
FIG. 12 is also a similar view with the drawer in the position where the inner end of the cylinder is closed so as to slow down the movement of the rocker when it approaches its final emptying position.
Figure 13 shows the spool at the end of the emptying stroke, moved so as to initiate the return of the rocker to its normal position.
FIG. 14 is a view similar to FIG. 13, with the slide brought into the closed position of the fluid inlet to the cylinder and the movement of the rocker aided by gravity, as well as the expansion of the fluid enclosed in the cylinder.
FIG. 15 is also a similar view with the slide communicating the two ends of the cylinder with the atmosphere, thus allowing the rocker to return to the normal position only under the action of gravity.
Fig. 16 is a similar view with the spool come into the position where it closes the inner end of the cylinder from the atmosphere, thereby controlling the movement of the rocker as it approaches its position. final normal.
The tilting mechanism according to the invention comprises an outer support frame in which are mounted large wheels fixed to the frame forming a support for the wagon to be emptied. These large wheels feature relative rims
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smoothly gripped with rollers located on each side of the main frame and thus the wheels and the frame they carry can rotate freely. There are rollers at each end of the rocker mechanism, engaging the sides of the rim around its periphery to prevent the end shift of the rocker mechanism in the frame system. The latter is mounted on the side walls of the pit into which the contents of the wagon must be emptied.
In more detail, the main frame system has a cross member 1 at each end. Posts made of angles 2,2 are placed on each side of the frame. 3.3 housings fixed on the cross member and the angles are used to receive support wheels 4.4. These wheels are carried by axles, mounted in the housings and it can be provided one. any device used to support the wheels by the axles. These frame systems at each end of the tilting mechanism are connected by U-shaped irons, 6,7,8 and. Side plates 10 and 11 are fixed on the inner sides of these U (see fig. 4) and there are side plates 10 and 12. fixed to the U's on the other side of the main frame.
These sheets form housing for the side of the frame up to the top of the side uprights. However, these sheets are terminated so as to leave the frame system open on its lower side.
A large wheel 13 is disposed at each of the ends of the frame and this wheel comprises a rim 14 which is smooth and which rests on the rollers 4, 4. On the upper side of the housings, there are brackets 15 in which rollers 16 journalled. There is a roller 16 on each side of the frame and these rollers bear on the outer peripheral edges of the large wheels 13. this
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are thus prevented from moving longitudinally in the frame, on the support rollers 4. Each large wheel has a ring 17 carrying the rim. U 18 are connected at their upper and lower ends to the ring 17.
These U are spaced from one another so that a car can pass freely between them.
A transverse U-beam, 19, is fixed on these vertical bars 18 and rails 20 are mounted on this transverse beam. There is obviously a cross beam on each Ferris wheel and the rails go from one of those wheels to the other. U-shaped bars 23a join the vertical bars 18. Side plates 21 and a bottom plate 22 form housings on three of the sides of the space in which the vehicle arrives on the support rails 20. These large wheels, the bars of link and the sheets form what will be called more particularly below a rocker.
There are 23 angles carried by the rocker, under which the upper edges of the sides of the vehicle come and these 23 angles are placed so that when the rocker turns to turn the vehicle upside down, the latter bears on these angles . There is enough play to allow the vehicle to easily come under these angles.
Side guide bars 24 support a vehicle sideways as it comes upside down and returns to the normal position. End plates are placed between these U 18 and the ring 17 and also between the beam 19 and the ring 17. This forms a closure for large wheels, except for the space through which the vehicle enters. the rocker.
In Figure 1, we see the vehicle 25 to be emptied and it contains a load 26 which may be coal,
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broken stones or the like. The wagon is shown schematically and the wheels 27 can be seen bearing on the rails 20 of the rocker. Note that the top edge of the sides of the wagons is directly below the angle iron 23 and the side walls are adjacent to the side guide bars 24. At the same time, there is enough play to allow the vehicle to travel easily on the side. rails and in the tilting mechanism. The wagon coupling device is seen at 28.
This coupling head or coupling is of the universal type and its center 29, when the wagon is in the rocker, is on the line of the centers of the large wheels, which constitutes the center of rotation of the rocker. As a result, the rocker can be rotated around the center of the coupling head without disconnecting the wagon from other vehicles in the train. In other words, you can tip the different cars without detaching them from the train.
The center of gravity of the loaded wagon is at 30 (fig. 1). Since this center of gravity 30 is well above the axis of rotation 29 of the large wheels, as soon as these wheels have turned a relatively small angle, gravity helps to make them turn to bring them in. emptying position. '
In Figure 3 the rocker is shown as having rotated about 90 degrees during its emptying movement and in Figure 4 the rocker is shown as having come to its full emptying position.
On the periphery of each of the large wheels, there is a sheet 31 engaging with a stop 32 when the large wheel is in the normal position to receive a wagon.
The stop 32 carries a fixed collar 33 and passes freely through a console 34. A spring 35 is mounted between the collar 33 and the console and a nut 36 is screwed onto the end.
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lower end of the stop. This nut is adjusted so that the spring is under tension when the sheet 31 is not in contact with the stopper and, consequently, when the large wheel returns to the normal position, the sheet 31, coming into contact with this stopper. , positively stops the large wheel in a determined position for which the rails 20 are in alignment with the rails located outside the rocker or the tracks on which the train is moving.
There is an annular stop 40 on the other side of the chassis, which is carried by a spring 41 and, when the wagon is in the complete emptying position shown in FIG. 4, this sheet 21 'comes to meet the stop and this limits the movement of the rocker.
A shaft 38 is arranged in the length direction of the frame and a bar forming a lock 27 is carried by this shaft, a lock being provided for each large wheel. A handle 39 is attached to the shaft to rotate it. The weight of the pieces keeps the locks in the path of the sheets. When the sheets come to meet the bolts, they give way and allow the sheets to pass then automatically return to maintain the tipper in the normal position to allow an empty wagon to be removed and a full wagon to be put in its place to tip it. .
On the bar 10 and the bars 6 and 2 which extend in the direction of the length of the rocker, are mounted spaced consoles 42. A cylinder 43 is mounted on these consoles. It is provided with journals 44 which rotate in bearings
45 worn by these consoles. In the cylinder is a piston 46 provided with a piston rod 47..This last in turn is connected to a pin 48 (fig. 5). The latter is carried rigidly by U-shaped bars 49 going from the beam 22 to the ring of the large wheel. Similar consoles and a similar cylinder system are associated with the other large wheel (see fig. 2).
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When fluid arrives at the inner end of the cylinders and under the piston, it activates the large wheels and thus turns the rocker. If the two ends of the cylinder communicate with the atmosphere, the pistons are free to move in the cylinder and they do not interfere with the rotation of the large wheels under the action of gravity.
When the ports at the inner end of the cylinders are closed, the piston, if it moves to the inner end of the cylinder, compresses the air therein and adjusts or slows down the movement of the large wheels when the dumper approaches the final emptying position with the wagon upside down, and when the dumper returns to the normal position. Fluid, for example air, is supplied through pipe 50 to a spool system 51. This spool system is connected by pipes 52 to the inner ends of the cylinders and by pipes 53 to their outer ends. The pipes 52 have the ball joint 52a which is in alignment with the axis on which the cylinders are mounted. The pipe 53 has a ball joint which is likewise on the axis of oscillation of the cylinders.
In Figure 6, the control spool 51 is shown in detail.
This drawer has orifices to which pipes 52 are connected and an orifice to which the pipes 53 are connected. The piston 54 of the drawer moves back and forth in the housing of the drawer in the usual manner. This piston is mounted on a rod 55. and there are usual seals between the piston and the cylindrical walls of the chamber in which it moves. The outer ends of the drawer housing communicate with the atmosphere through ports 56. When the drawer is in the position shown in Figure 6, each end of the cylinder communicates with the atmosphere through ports 56.
If the drawer comes to the right,
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so as to cause the space 57 surrounding the piston to communicate with the communication port with the pipe 52, the air or other fluid coming from the power source goes through the pipe 52 to the inner end of the cylinders . If the drawer had moved in the opposite direction so as to make this space 57 communicate with the orifice to which the pipes 53 are connected, the air would arrive at the outer ends of the cylinder. If the slide moves so as to close the orifice communicating with the pipes 52, the inner end of the cylinder does not communicate with the atmosphere or with the air source and the piston is damped by moving. towards the inner end of the cylinder.
The rod 55 of the drawer is connected to an operating rod 58, itself connected to a lever 59 mounted in a bracket 60 carried by the outer frame of the tilting mechanism. This lever comprises an arm 61 carrying a roller 62. On the large wheel located at the end of the rocker close to the control lever 59, there is a cam plate 63 pivoting at 64. A spring 65 connected to the cam plate and attached to the face of the large wheel normally moves the cam plate to the right when looking at FIG. 8 'The roller 62 bears against the inner face of this cam plate. When it is desired to initiate the movement of the rocking mechanism, the latch 37 is released and the control lever 59 is moved so that the roller bearing against the cam plate 63 comes into the position shown in dotted lines in FIG. 8.
This movement of the control lever brings the spool to the position shown in Figure 9. In this position, fluid, preferably air, is sent into the inner end of the cylinders which pushes the piston toward the end. 'outside and pushing the piston rods turns the large wheels and rocker clockwise.
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clockwise, in the direction of the drain position.
On the big wheel is mounted a cam plate 66.
This cam plate is in a position such that when the cam plate moving with the large wheel comes to meet the roller 62, it pushes this roller to the right to bring it to the position 67 shown in dotted lines. This moves the spool into the position of Fig. 10 in which the port communicating with the pipes going to the inner end of the cylinders is closed. When air is used, it is pressurized at this time and its expansion aids in the movement of the rocking mechanism.
Since the outer end of the cylinder is communicating with the atmosphere at this time, gravity acting on the loaded wagon causes the rocker to turn clockwise and causes it to move very quickly. . When the cam plate 68 touches the roller 62, it brings the latter into the position of FIG. 11 where the two ends of the cylinder communicate with the atmosphere.
At this point, the rocker has caused the vehicle to move substantially 90 and the pistons are free to move in either direction and, therefore, gravity actuates the rocker and the wagon it contains very quickly to bring it to the emptying position. As the big wheel continues to turn, the roller 62 comes into contact with the cam plate 69 and this brings the spool into the position of figure 12 in which the orifice communicating with the lower end of the cylinder is closed and, consequently , the rotation of the large wheel is damped or stopped by the compression of air between the piston and the inner end of the cylinder.
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When the rocker arrives at the end of its emptying movement, the sheets 31 come to bear on the stops 40 which are subjected to the tension of the springs and the stops yield but nositively stop the movements of the rocker with shock; this detaches the material that can stick to the walls of the wagon. The rocker has completed its emptying movement and is ready to return to the normal upright position.
The weight of the rocker frame system is distributed such that the center of gravity, when the car is in the emptying position, is above the center of rotation of the rocker, as indicated at 30a.
As a result, gravity helps to return the rocker to the normal upright position. Once the load has been emptied, the center of gravity may automatically initiate the return of the tipper. If not, the roller which touches the cam plate 70 brings the spool to the position shown in figure 13 for which fluid arrives at the inner ends of the cylinders and this forces the rocker to turn counterclockwise. of a watch to return to the normal position.
When the large wheel turns counterclockwise to come to its normal position, the cam plate 71 bears on the roller 62 which moves the spool to bring it into the position of FIG. 14. At this time, the drawer closes the orifice communicating with the inner ends of the cylinders and closes the air inlet. The outer ends of the cylinders communicate with the atmosphere, and the expansion of the air trapped in the inner ends of the cylinders accelerates the return movement until gravity is effective to quickly return the rocker to the normal position.
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As the large wheels continue their return movement, the cam plate 72 contacts the roller 62 and moves the spool to bring it into the position shown in Figure 15, in which the two cylinder ends communicate with each other. the atmosphere and the pistons can move quickly to the outer end of their stroke, then inward as the rocker brings the vehicle to the upright position.
The continuation of the movement of the rocker towards its normal position brings the cam plate 73 into contact with the roller 62 and thus brings the spool into the position of FIG. 16 where the orifice communicating with the inner end of the cylinders is closed, enclosing thus air which serves to dampen the displacement of the piston when the big wheel comes into contact with the stop 32. The latches are pushed by gravity and block the large wheels in this return position with the rails of the rocker in the 'alignment of the rails of the outer tracks.
Associated with the pit is a flap 74 pivoting at 75 which comes from a position shown in FIG. 4 to a position located on the opposite side of the discharge opening.
It is thus possible for the load to fall into one pit or the other as shown in this figure.
This flap is actuated by a crank 76 fixed to a connecting rod 77 itself connected to a piston 78 moving in a cylinder 79. A fluid can be made to arrive at either end of this cylinder to control the position of the shutter.
It is believed that the operation of the rocker mechanism is clear from the detailed description just given. However, we will briefly summarize a cycle of a switching operation.
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Once the full wagon has been brought into the rocker, the locking lever is actuated to release the locks and then the control lever 59 is rotated so as to move the control spool. Cam 63 gives way to allow movement of the control lever. The movement of the spool causes air to flow into the cylinders, which applies a force through the piston rods to the axles of the large wheels and this initiates the rotation of the rocker.
When the cam 66 engages with the roller 62 of the drawer, the latter is automatically brought into the covering position, closing the air supply and using the expansion of the compressed air to give an access force. This ventilation adds to the action of the load's gravity, thus causing the rocker to rotate rapidly clockwise to the emptying position. When the cam 68 engages the roller 62, the control lever is moved bringing the spool to the central position which allows air to escape from the cylinders into the atmosphere. The rocker continues to rotate until the cam 70 comes into contact with the roller 62, which returns the spool to the recovery position to trap air, the pressure of which retards the rotation to the complete emptying position.
The cam 70, on approaching the alet 62, moves the control lever so as to supply air to reverse and accelerate the rotational movement back to the normal position. If the cams 69 and 70 do not stop the emptying movement in the clockwise direction, the plate 31 meets the stop 40 which is damped, thus ensuring a positive stop with the wagon upside down in position complete emptying. These cams 69 and 70 can be adjusted or placed so that the rotational movement is always stopped by meeting the sheet.
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31 with the stopper.
This results in an abrupt stop of the rotational movement, sufficient to produce an impact on the body of the wagon with a view to detaching the material which could possibly stick and which could otherwise not descend from the wagon under the action of the weightlessness. Cam 2 has reopened the compressed air inlet in the cylinders and the air acting on the pistons positively initiates the return of the rocker. Cam 71 brings the spool to the covering position so that the expansion of the air contained in the cylinder accelerates the return to the normal position because the expansion of this air helps the action of gravity, the center of gravity having passed through the other side of the center of rotation when the load fell from the wagon.
Cam 22 brings the spool to neutral position with the orifices communicating with the atmosphere so that this movement, with the help of gravity, causes the rocker to turn to bring it to the normal position with sufficient speed. to overcome the friction and maintain a relatively high speed of rotation until the cam 73 meets the roller and brings the spool into the overlapping position which causes the compression of the air in the cylinders to stop the movement return of the rocker. The sheet 31 comes to meet the stop 2 when the rocker has completed its return movement to the normal position.
These stops 32 are controlled by springs under tension which are adjusted so as to keep the rocker in a horizontal position with these rails in alignment with those of the track on each side of the rocker. When the rocker is stopped with spring compression, the gravity actuated locks positively hold the rocker in the normal horizontal position to remove the empty vehicle and admit another loaded vehicle.
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As has already been said, the couplings of the wagons are arranged so as to allow the rotation and emptying of one or more of the wagons of a train without disconnecting them from that train.
It should be noted that the pistons are connected to the rotating rocker with a minimum amount of dead air space at the start of stroke and this minimizes the volume of air needed to initiate rocker rotation. . This minimum dead space is used to cushion and reverse the tipper as it approaches and leaves its full drain position. It is also used to cushion and stop the return of the rocker. The pipes 52 coming from the spool are connected to the orifices placed entirely in the heads of the cylinders and this is what allows the pistons to come close to these heads thus giving a minimum space between each piston and the inner head.
Finally, it will be noted that this tilting mechanism can be used quite satisfactorily, even when gravity does not help the two operations of turning over the wagons and returning them to the upright position. In general, in order to have a minimum expenditure of force, it is good to adjust the balance of the shock absorber so that gravity helps in both directions. However, the five-way spool provides positive control of the pressure in the control cylinders and satisfactory operation can be achieved in any case by properly adjusting the spool control cams to ensure satisfactory pressure in the cylinder when operating in opposition to gravity.
This operating mode can be useful when the size, weight, type of wagon or other limitations mean that it is not desirable for the axis of rotation of the rocker to be between the centers of gravity.
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the dumper with the loaded wagon and the empty wagon.
Obviously, many changes in construction details can be made without departing from the scope of the present invention.