Wagon de chemin de fer pour le transport d'un container La présente invention a pour objet un wagon de chemin de fer pour le transport d'un container comprenant un châssis sans plate-forme constitué d'un longeron central et de deux traverses fixées à ce longeron, plusieurs supports destinés.
à recevoir le container et mobiles sans frottement afin de permet tre des déplacements longitudinaux du container par rapport au châssis et un dispositif de limitation du déplacement longitudinal du container, ce dispositif comprenant un amortisseur placé entre le container et le châssis afin d'amortir les chocs. longitudinaux appliqués au wagon.
On connaît déjà des wagons de chemin de fer de ce type. Le dispositif de limitation du déplacement longitudinal du container a pour but de protéger le chargement contre l'effet nuisible de chocs longitu dinaux tels que ceux que ces wagons subissent, par exemple dans les gares de triage. Ces chocs se pro duisent soit à l'arrêt, soit au départ, soit lors de tamponnements.
Pour protéger le chargement au moment où le wagon est soumis à des variations de vitesse, on ajoute ou on soustrait de l'énergie ciné tique au chargement en faisant intervenir des forces de frottement agissant entre le chargement et le wagon ainsi que la pression qu'exerce sur le char gement la paroi extrême correspondante du wagon, c'est-à-dire la paroi extrême située du côté où se produit le choc dans le cas. d'un choc de poussée, ou la paroi opposée dans le cas d'un choc de traction.
Il est possible de réaliser une protection du char gement qui soit exempte de toute détérioration en cas de chocs longitudinaux (c'est-à-dire de chocs appli qués aux tampons du wagon) si l'on interpose, entre les tampons et la caisse du wagon qui contient le chargement, un dispositif amortisseur ou tout autre agencement similaire dont la course amortie pré sente une longueur suffisante pour que la vitesse absolue.
du chargement soit transformée de façon à atteindre la valeur qu'exige la loi de conservation du moment pour des corps. non élastiques en utili- sant jusqu'à un degré considérable les forces, de frot tement agissant entre le chargement et le wagon, et qui ne doivent pas être confondues avec les forces de compression appliquées au chargement par la paroi d'extrémité du wagon.
Cette solution s'appli que plus spécialement aux chargements, dits élasti ques (par exemple marchandises emballées dans des cartons garnis de fibre) et elle détermine, entre autres, un prolongement suffisant du temps de fer meture du dispositif amortisseur utilisé pour que les changements qui doivent intervenir dans la vitesse absolue du chargement (en raison -de la loi précitée de la conservation du moment) se produisent dans le chargement en bloc.
La longueur de course quia été trouvée idéale pour le cas particulier de l'exploita tion ferroviaire américaine se situe dans la gamme de 50 à 100 centimètres, .sa valeur optimum étant de l'ordre de 75 centimètres.
Il a été constaté qu'une course amortie de cet ordre permet à la stabilité propre du chargement ainsi qu'au frottement produit entre le chargement et la caisse du wagon d'intervenir en tant que facteurs efficaces dans.
la création de l'accélération du char gement (aussi bien négative que positive) qui est nécessaire pour réaliser la vitesse absolue qu'exige la loi précitée sur la conservation du moment, sans donner naissance, dans le chargement à des forces destructrices de compression qui puissent occasionner les dégâts à éviter.
Le but ide la présente ;invention est de créer un wagon de chemin de .fer du type mentionné plus haut, dont la construction soit aussi simple que pos sible afin d'en réduire le prix de revient nu maximum.
Pour cela, le wagon de chemin de fer selon la présente invention est caractérisé en ce que lesdits supports mobiles sans frottement sont fixés aux tra verses du châssis de telle façon que la charge ne repose que sur les traverses, et en ce que ledit dispo sitif de limitation comprend un organe d'accouple ment destiné à relier l'amortisseur au container,
cet organe d'accouplement étant capable d'un déplace ment longitudinal limité par rapport au châssis et n'entrant en contact avec de container que par des surfaces verticales de ce dernier.
Une forme d'exécution du wagon -selon l'inven tion est représentée, à titre d'exemple, au dessin ci-annexé.
La fig. 1 montre schématiquement en perspec tive cette<B>f</B>or -me d'exécution portant un container.
La fig. 2 montre une vue en plan du wagon de la fig. 1, certains éléments étant représentés. en arra chement partiel pour faciliter la compréhension.
La fig. 3 montre en élévation latérale le wagon suivant les fig. 1 et 2, certains éléments étant égale ment représentés en arrachement partiel pour faci liter la compréhension.
La fig. 4 montre partiellement, schématiquement et en perspective la partie centrale du wagon repré senté en fig. 1, afin de montrer le dispositif amortis seur porté par le longeron central du wagon ainsi que la méthode utilisée pour amortir les chocs lon gitudinaux.
La fig. 5 est une vue en coupe transversale faite suivant la ligne 5-5 des fig. 2 et 3.
La fig. 6 montre une vue schématique en Ms- pective d'une extrémité du wagon représenté en fig. 1, suivant une variante de réalisation, et les fig. 7 et 8 sont des vues schématiques en pers pective et en coupe, montrant le dispositif amortis seur hydraulique à longue course, respectivement en position d'extension et de contraction.
Le chiffre de référence 10 désigne dans son ensemble un wagon ferroviaire .sans plate-forme qui se compose essentiellement d'un longeron central 12 reliant entre elles des traverses espacées 14, celles-ci étant reliées opérativement par l'intermédiaire d'un système à crapaudine et pivot central à des boggies classiques 16 montrés seulement d'une façon sché matique.
Le wagon 10 .supporte à -ses extrémités un con tainer à marchandises 18 (que la fig. 1 montre uni quement en traits mixtes par ses contours). Le con tainer 18 se déplace sur des galets 20, lesquels sont montés fous en rotation aux extrémités des traverses, ces galets 20 sont pourvus de flasques ou boudins coniques annulaires 22 qui- contribuent à centrer cor rectement le container par rapport au wagon lorsque le container est installé sur le wagon, ainsi qu'à maintenir le container bien centré par rapport au wagon pendant le transport.
Un dispositif amortisseur 24 à longue course est interposé entre le wagon 10 et le container 18. Le dispositif amortisseur 24 comprend un amortisseur hydraulique 26 logé entre les deux profilés en Z 28 qui sont utilisés pour constituer le longeron central 12, cet amortisseur étant agencé entre des pattes 30 fixées par paires espacées aux éléments 28.
L'amor tisseur 26 comprend des têtes 32, 33 qui portent contre les pattes 30, ainsi que des butées espacées 34 fixées à une plaque coulissante 36 portée par l'en semble du longeron central et se déplaçant entre les deux pattes de chaque paire 30. La plaque 36 com prend des crochets. 38 qui entourent des glissières 40 solidaires des côtés du longeron central dans le but de maintenir la plaque 36 solidaire du longeron tout en lui servant de guide fixe pour ses déplacements.
La plaque 36 est munie d'un doigt 42 qui fait saillie vers le haut et est destiné .à se loger dans une cavité correspondante 82 formée dans la face infé rieure du container 18 (voir fig. 3).
Le restant du wagon 10 ne nécessite que les agencements nécessaires pour permettre le fonction- nement des.
dispositifs et appareils classiques de sécu rité ou autres qu'exigent les règlements ferroviaires, certains de ces dispositifs et appareils étant repré sentés schématiquement sur les figures, tels que le frein à main 44 et une plate-forme pour actionner ce frein, des attelages ou accouplements 48, des dis positifs de désaccouplement 50, et un système d'échelle représenté en 52.
Le frein à main et la plate-forme pour en permettre l'actionnement peu vent être fixés à une traverse d'extrémité désignée en 54 sur la fig. 2.
La tringlerie de frein. et des con duites de frein pour le freinage principal, ainsi que d'autres éléments, semblables d'équipement, peuvent être fixés sur le longeron central. Le dispositif de désaccouplement 50 à l'extrémité du wagon, portant la commande du frein à main peut être supporté par la traverse d'extrémité 54,
et à l'extrémité opposée du wagon le dispositif 50 peut être supporté par une traverse d'extrémité 55.
L'amortisseur hydraulique 26 est logé dans une cavité ou poche d'amortissement 60 (voir fig. 4 et 5) fermée par le longeron central 12 et par les paires de pattes espacées 30 que porte ce longeron.
L'amor tisseur hydraulique 26 comprend principalement (voir les fig. 7 et 8) un cylindre 62 et un piston 64 auquel est fixée une tige de piston 66 qui émerge à l'exté rieur .du cylindre 62. Des culasses ou organes de fermeture 68 et 70 forment respectivement les têtes mobiles 32 et 33 sollicitées contre les paires espacées de pattes 30 par des ressorts de compression 72 par ticulièrement puissants.
L'amortisseur hydraulique 26 est conçu de façon à assurer une course amortie ou distance de ferme ture comprise entre 50 et 100 centimètres environ, cette course étant de préférence de l'ordre de 75 cen timètres, et la plaque 36 ainsi que ses glissières 40 sont agencées de façon à autoriser un tel déplace ment de la plaque 36 lorsque des chocs longitudi naux sont appliqués au wagon 10 pendant son ser vice.
Les butées 34 font saillie vers le haut à travers le dessus du longeron central grâce à des lumières 73 dont les dimensions sont également calculées pour permettre le mouvement précité des butées par rap port à l'ensemble du longeron central.
L'amortisseur hydraulique 26 est du type à double effet et il assure un transfert amorti des chocs appliqués à l'une ou l'autre extrémité du wagon 10 ; en outre et de pré férence, ce dispositif présente une caractéristique force-course de fermeture sensiblement constante.
Le container 18 peut être de tout type classique et connu, bien qu'il soit préférable d'utiliser un modèle simple à caisson comportant des baies d'ac cès adéquates et des panneaux de fermeture de ces baies (non représentés), sa forme étant par exemple celle d'un parallélipipède rectangle.
Le container doit avoir une longueur ,suffisante pour qu'il porte sur les galets 20 à chaque extrémité du wagon, avec un porte-à-faux un peu plus grand que la course de fermeture du dispositif amortisseur 26.
Enfin, la lar geur du container doit correspondre à l'écartement entre les fiasques ou boudins 22 des galets 20 de chaque traverse, bien que la largeur réelle utilisée doive être celle permettant au container de reposer sur la partie cylindrique 23 des galets sans porter sur leurs flasques ou boudins 22.
Le container 18 peut être du genre propre à être déposé par une grue ou engin de levage analogue sur le wagon 10 et, à cet effet, il peut comporter les dispositifs usuels d'arrimage de câbles qu'indique dans leur ensemble le chiffre de référence 80.
Le 'wagon 10 est déplacé jusqu'au point de char gement, par exemple le long d'un quai, où les con tainers chargés 18 ont été préalablement réunis. Le container 18 est ensuite soulevé par une grue et déposé sur le wagon 10, sa descente s'effectuant jusqu'à ce qu'il porte .sur la partie cylindrique 23 des galets 20 (c'est-à-dire entre les flasques ou bou dins 22) ainsi que l'indique la fig.
1, tandis que le doigt de centrage 42 de la plaque 36 s'engage dans la cavité correspondante 82 prévue à cet effet dans la face inférieure 84 du container (voir fig. 5). Les flasques ou boudins des galets assurent un centrage latéral du container pendant sa descente.
Comme l'indiquent clairement des. fig. 3 et 5, les parties cylin driques 23 des galets 20 sont suffisamment surélevées par rapport au-dessus de l'ensemble du longeron cen- tral pour que la face inférieure 84 du container n'entre en contact ni avec le longeron central, ni avec la plate-forme ou plaque 36.
Ainsi, le haut des parties cylindriques 23 des galets 20 est tangent à un plan commun qui coïncide avec la face inférieure du container devant prendre appui sur ces galets; ce plan étant .sensiblement horizontal et parallèle à l'ensemble du longeron central.
Dans ces conditions, le wagon porte-container est prêt à effectuer le trajet prévu pour le transport. Lorsqu'un choc .se produit, par exemple dans le sens de la flèche 86 de la fig. 8, ou dans le sens de .la flèche 88 de la fig. 4, l'ensemble 12 du longeron central se déplace sous l'impulsion de la force vive du choc et porte contre une extrémité du dispositif hydraulique 26 afin de la faire passer de sa posi- tion d'extension (fig. 7)
à sa position de contraction ou de compression (fig. 8). Pendant que le dispositif hydraulique se déplace vers sa position de contrac tion, le fluide hydraulique est refoulé à travers des orifices afin de dissiper sous forme de chaleur la presque totalité de l'énergie résultant, ce que l'on appelle 1' effet de choc lorsqu'un wagon heurte, ou est heurté par d'autres wagons ;
l'effet d'amortis sement ajoute ou retranche du container 18 et de son chargement la quantité d'énergie due à l'impact et qui .doit être acquise ou perdue par le container (sous forme d'énergie cinétique) par suite du choc (selon les conditions d'impact).
Dans les conditions d'impact que montre la fig. 4, le choc a été appliqué .à l'attelage ou accouplement 48 à l'extrémité de droite d u wagon représenté en fig. 1, et cela a eu pour effet de solliciter la paire de pattes 30 de droite contre l'organe de fermeture 68 du dispositif hydraulique qui constitue la tête 32 et de solliciter celle-ci contre la butée de gauche 34,. que montre la fig. 4.
En raison non seulement de l'inertie du container 18 et de -son chargement, mais aussi de la liaison prévue entre la plaque 36 et le container, la vitesse absolue de la plaque 36 ne se trouve tout d'abord aucunement affectée par le choc, mais la pression exercée par la tête 33 du dispositif hydraulique sur la butée 34 transfère progressivement l'énergie cinétique du choc au container et au pla teau 36 en raison de la pression exercée sur la butée 34.
Le dispositif amortisseur continue de se fermer jusqu'à ce que ses organes constitutifs occupent res pectivement la position qu'indique la fig. 8 ; à ce moment, le container 18 et la plaque 36 se dépla cent à la vitesse finale qu'exige la loi précitée de la conservation du moment.
Après que la force vive d'un choc a été dissipée et que l'énergie cinétique due au choc a été trans férée au container par l'intermédiaire du dispositif amortisseur, les .ressorts. 72 agissent conjointement sur les culasses 68 et 70 rétablissent la plaque 36 ainsi que le container 18 dans leur position normale centrale par rapport au wagon 10.
Lorsque la direction du choc est contraire, ainsi que l'indique la fig. 8, le fonctionnement du dispo sitif hydraulique 26 reste le même, bien que les forces mises en oeuvre agissent dans le sens contraire ; ainsi, le choc se produit contre l'attelage ou accouplement 48 de gauche et dans. le sens de la flèche 86, et les pattes 30 de gauche appliquent la .tête 32 contre la butée 34, ainsi que l'indique la figure.
Les efforts de .traction sont traités d'une façon analogue, bien .que le fonctionnement réel du dispositif amortisseur dépende du sens d'application de l'effort de traction, ainsi que le comprendront aisément les spécialistes de la question.
Les. flasques ou boudins 22 des galets-supports maintiennent le container correctement centré pen dant les mouvements relatifs qui se produisent entre le container et l'ensemble du longeron central. Ainsi qu'il a déjà été signalé, le longeron cen tral 12 peut comporter deux profilés en Z, 28, sou dés entre -eux par exemple en 90 le long de cet ensemble.
Les profilés en Z, 28, lorsqu'ils sont ainsi réunis, donnent lieu à une structure en U inversé, par conséquent avec ouverture vers. le bas, comme indiqué en 92, avec des ailes latérales saillantes 94. Les profilés en Z peuvent être usinés au préalable par exemple de la façon indiquée en 96 pour former les mortaises. respectives 73 lorsqu'ils sont réunis. et soudés.
Ce longeron central peut comporter à ses extrémités les boîtiers d'attelage, pattes, mécanismes d'attelage ou d'accouplement, chapes, clavettes d'ac couplement et organes analogues. pour assurer le montage et le fonctionnement d'attelage 48 dans les extrémités du longeron central (une partie seulement de ces organes de type classique étant représentée sur le dessin). Les tampons 98 constituent la partie extrême de l'ensemble du longeron central.
Quant aux traverses 14, elles. sont essentiellement du type courant à caisson comportant des ailes espa cées 100 (voir fig. 1 à 3) fixées par exemple par soudage entre des plaques. supérieure et inférieure de fermeture 102, 104. Ainsi que le montre la fig. 1, les plaques supérieures de fermeture 102 s'étendent sur toute la largeur du wagon, tandis que les. plaques inférieures de fermeture 104 s'étendent entre les faces supérieures des flasques.
94 du longeron central et les extrémités externes correspondantes des traverses, les ailes 100 étant fixées, par leurs extrémités. internes à ce même longeron, par exemple par soudage; enfin, les plaques 102 et 104 sont soudées ou fixées de toute autre façon appropriée aux parties de l'en semble du longeron central contre lesquelles elles butent.
Ainsi que le montrent les fig. 2 et 3, un châssis classique à plaque centrale 106 est fixé entre les éléments de sellette 108 formés de part et d'autre du wagon par les ailes 100 et les plaques 102 et 104, ce châssis à plaque centrale comportant une plaque 107 fixée aux faces inférieures: des plaques inférieures de fermeture 104 et .des flasques 94 du longeron central, tout en couvrant la largeur de l'ou verture inférieure de ce longeron central.
C'est le châssis à plaque centrale 105 qui constitue le pla teau supérieur central de la liaison classique à cra paudine et pivot prévue entre les sellettes du wagon ferroviaire et les .sellettes. des boggies :de wagon, et il porte à cet effet l'élément de portée 109 qui coopère selon le mode habituel avec la structure du plateau central de la sellette ou traverse centrale de -boggie (non représentée, étant donné qu'elle peut être de tout type classique et connu).
La liaison par cra paudine et pivot central entre l'axe supérieur et infé rieur peut s'effectuer de toute façon connue en soi.
Aux extrémités des sellettes 108 les ailes 100 précitées et les plaques supérieure et inférieure 104 sont soudées à un ensemble de plaque d'extrémité 110 (représenté sous forme d'une paire de plaques 111 rigidement assemblées entre elles) auquel a été fixé un cadre 112 lequel, conjointement à la plaque 110, sert au montage de l'arbre 114 sur lequel sont montés en rotation les galets respectifs 20.
Le cadre 112 n'est représenté que sous une forme schémati que et peut prendre l'aspect d'un organe d'extré mité 116 soudé aux sellettes respectives. par l'inter médiaire d'éléments latéraux 118 et, .bien entendu, de tout élément de renforcement ou d'entretoisement qui serait nécessaire et évident pour tout spécialiste de la question.
La plaque 36 peut prendre la forme de tout organe adéquat et rigide ayant approximativement la forme indiquée et aux bords duquel sont fixées par soudage ou autre méthode appropriée les. équerres 38 s'engageant sous les. glissières 40. Le doigt 42 peut être soudé sur la face supérieure du plateau 36, ainsi que l'indique la fig. 5.
Quant aux glissières 40, elles peuvent être réali sées sous forme de barres plates 120 soudées aux profilés en Z, 28, correspondants.
Le dispositif amortisseur 26 est supporté dans le boîtier d'amortisseur 60 et au-dessous de la plaque 36 par les plaques-supports espacées 130 (voir fig. 4 et 5) qui peuvent être fixées. aux ailes latérales 94 du longeron central par exemple à l'aide de boulons 132. Près du milieu du boîtier d'amortisseur 60 les ailes latérales 94 du longeron central sont reliées entre elles par une plaque de renforcement 134 main tenue en place en utilisant plusieurs boulons 132.
Le dispositif amortisseur 26 est centré à l'intérieur du boîtier tant par les plaques-support amorties 130 (qui présentent une forme incurvée telle que l'indi que notamment la fig. 5 en 136, pour assurer le repérage et la mise en place du dispositif amortis seur) que par les, organes de guidage 138 qui com prennent des. profilés en U 140 soudés aux faces internes 142 :des profilés correspondants 28 en Z, entre les pattes 30 que portent ces profilés.
Les butées 34 sont fixées à la face inférieure de la plaque 36 par soudage, et de préférence elles sont reliées entre elles par un organe rigide 144 de forme allongée lequel comprend une poutre à section en U.
Les pattes 30 peuvent comporter des plaques 146 fixées aux surfaces internes 142 de l'ensemble du longeron central, par exemple par soudage, et elles sont disposées deux par deux, les pattes étant ali gnées séparément par paires dans. le sens transversal du longeron. Les plaques respectives 146 peuvent être renforcées par des, nervures 148 maintenues en place par exemple par soudage entre les plaques correspondantes 146 des, profilés 28 en Z.
L'agencement de garde-fou 54 prévu à l'extré mité du longeron central peut être constitué sous forme de profilés creux 150 assemblés, par exemple par soudage de leurs extrémités, côté extérieur, à l'aide d'un profilé en U 152 ; les profilés 150 peuvent être rendus solidaires de l'ensemble du longeron cen tral par un procédé analogue. Des cornières verti cales espacées 154 fixées au profilé d'assemblage 152 comportent des plaques de recouvrement 156 et 158 ;
chaque plaque 156 est disposée entre deux cornières 154 et porte des marches ou échelons analogues 160 d'une échelle de service 52, tandis que la plaque 158 est fixée entre la cornière 154 et le longeron central, et elle supporte le frein, à main 44 et ses accessoires. La plate-forme 46 peut être fixée à l'ensemble d'extrémité du longeron par des cornières 162 rendues solidaires des cornières 150 de toute façon adéquate. Le dispositif de dés.accou- plement 50 peut être associé à l'ensemble 54 d'extré mité du longeron.
L'autre extrémité du wagon est également pour vue d'un agencement d'extrémité de longeron, à garde-fou, qui est désigné par le chiffre de référence 55 et sert à supporter le dispositif de désaccouple- ment à cette extrémité du wagon. L'ensemble 55 comporte un profilé creux 172 renforcé par une cor nière diagonale 174, ces éléments étant soudés entre eux et sur l'ensemble du longeron central 12.
Ainsi qu'il a déjà été indiqué plus haut, le con tainer 18 peut être de tout type adéquat, les atta ches de câble de grue 80 étant constituées par des boucles ou anneaux métalliques 182 s'articulant sur des supports 1'84 fixés sur le dessus du container. Ainsi que l'indique la fig. 5, le doigt 42 du plateau 36 se loge dans une ouverture 82 pratiquée dans la face inférieure du container.
On peut souligner que le doigt 42 et la cavité 82 qui lui est destinée ne constituent qu'un type parti culier de dispositif d'accouplement pouvant être uti lisé entre la plaque 36 et le container 18 pour rendre ce dernier solidaire de la plaque. La liaison peut être réalisée soit en fixant le doigt sous, le con tainer et en agençant la cavité dans la plaque 36, soit en ayant recours à tout dispositif convenable d'accouplement, comme pourront aisément le conce voir les spécialistes de la question.
Le dispositif amortisseur hydraulique 26 sera de préférence du type sans recul et à caractéristique constante force/course d'amortissement, dont le mé canisme est conçu pour transférer et dissiper la presque totalité de l'énergie cinétique appliquée à l'ensemble du longeron central 12 par les: efforts en traction et en poussée appliqués aux tamponnements du wagon (en plus des plus:
faibles quantités, absor bées par le mécanisme d'accouplement et parles res sorts de rappel du dispositif 26). Il convient de faire ici la différence entre ce type de dispositif et les dispositifs amortisseurs à ressorts de types,
connus qui emmagasinent simplement l'énergie du choc et la restituent sous forme d'oscillations. Le dispositif 26 est un dispositif à course d'amortissement cent pour cent efficace, ce qui signifie qu'il transfère et dissipe l'énergie requise avec le minimum de course et sans recul.
En utilisant un dispositif amortisseur<B>2.6</B> à longue course, le temps nécessaire pour transférer, par exem ple, le moment d'un wagon tamponnant à un wagon tamponné (portant un chargement à amortir) est pro longé dans une mesure suffisante pour réaliser les avantages indiqués plus haut.
Dans son ensemble, le dispositif 26 comprend le cylindre tubulaire 62 précité, dans lequel la tête de piston 64 se déplace en va-et-vient, une tige tubu laire de piston 6-6 solidaire de la tête de piston 64, ainsi qu'un organe tubulaire souple ou manchon à retournement 200 reliant le cylindre tubulaire 62 à la tige tubulaire de piston 66, tandis qu'un ressort hélicoïdal de compression 72 est placé entre les organes de fermeture ou culasses 68, 70 du cylin dre tubulaire 62 et la tige tubulaire de piston 66 et le .siège ou butée de ressort 202.
La culasse 68 et le cylindre tubulaire 62 portent une tige de calibrage 204 pouvant se déplacer axiale ment en va-et-vient dans, un alésage 206 de la tige tubulaire de piston 66. La tige de calibrage 204 est pourvue d'un organe de guidage 208 .à son extrémité saillante.
La surface interne 210 du cylindre tubulaire 62 est constituée ainsi que l'indique le chiffre de réfé rence 212 (voir fig. 7 et 8), afin de pouvoir recevoir trois circlips intérieurs 214, 216 et 218.
Le circlip 214 sert de butée à la tête de piston 64 lorsque le dispositif .se trouve en position d'extension comme l'indique la fig. 7, tandis que les eirclip.s 216 et 218 maintiennent en position correcte -un organe 220 de guidage de la tige de piston, une extrémité 222 du manchon souple à retournement 200 étant fixée à cet organe 220 à; l'aide d'un collier 224.
L'autre extré mité 226 du manchon 200 est retournée vers l'inté rieur et fixée à la surface externe 228 de la tige de piston 66 par un collier de serrage 230.
Le dispositif 26 est chargé de fluide hydraulique afin de remplir complètement l'espace défini par le cylindre tubulaire 62, la tige tubulaire 66 du piston et le manchon souple à retournement 200.
Lors qu'il fonctionne, le dispositif 26 se présente normale- ment dans la position qu'indique la fig. 7, et dans l'agencement représenté le dispositif 26 porte contre les pattes. 30 et contre les: butées 34 aux deux extré mités du boltier d'amortisseur 60, ainsi qu'il a déjà été exposé.
Lorsque l'ensemble 12 du longeron cen tral reçoit un choc soit en poussée, soit en traction, c'est soit l'organe tubulaire 62 qui amorce un mou vement vers la gauche de la fig. 7, soit la tige tubu laire 66 du piston et la tête de piston 64 qui amor cent un mouvement vers la droite de la fig. 7, mais il n'est pas exclu que les, deux mouvements se pro duisent .successivement ou simultanément.
Dans tous les cas, attendu que le dispositif 26 se contracte sous l'influence de la force de poussée, la tige de calibrage 204 déplace du fluide hydraulique con tenu dans la tige creuse 66 du piston, et la tête de piston 64 produit un refoulement de fluide hydrau lique à travers son orifice 232 que traverse la tige de calibrage 204.
Ainsi que le montrent les figures, la tige de calibrage 204 présente une surface conique 234 conçue en vue de produire une caractéristique constante force/course au fur et à mesure que le dispositif amortisseur hydraulique 26 se contracte sous l'influence du choc qui lui est appliqué; autre- ment dit, la disposition est telle que, pour chaque unité de course, le dispositif amortisseur produit un effet amortisseur sensiblement constant.
Ainsi que l'indique la fig. 7 la circulation de fluide hydraulique ainsi amorcée se produit à partir de la chambre 236, du côté haute pression de la tête de piston 64, à travers l'orifice 232 et l'alésage 206 de la tige de piston creuse 66, puis radialement vers l'extérieur de la .tige de piston 66 à travers les orifices ou lumières 238 de la tige -tubulaire de piston 66. Au fur et à mesure que le fluide hydraulique se trouvant dans la tige tubulaire de piston est refoulé par la tige de calibrage 204, il circule de même à travers les lumières<B>238,</B> ainsi que l'indiquent les flèches sur la fig. 7.
L'organe 208 de guidage de la tige de calibrage présente des ouvertures. 240 relati vement grandes pour permettre un libre écoulement du fluide hydraulique pendant le déplacement de la tige de calibrage.
L'écoulement du fluide hydraulique à travers les lumières 238 se produit à une vitesse relativement élevée et détermine une grande turbulence dans la chambre 242 formée par l'espace compris entre l'or gane de guidage 220 de la tige tubulaire de piston et la tête de piston 64.
Cette grande turbulence est déterminée du moins en partie par l'écoulement, à orientation radiale, de fluide hydraulique frappant directement la surface interne 210 du cylindre tubu laire 62, et on peut lui attribuer la dissipation de la majeure partie de l'énergie cinétique du fluide hydraulique sous forme de chaleur.
Au fur et à mesure que se poursuit la contrac tion du dispositif amortisseur hydraulique 26, la chambre haute pression 236 diminue de volume en raison de la progression de la tête de piston 64 en direction de la culasse 68 de fermeture du cylindre tubulaire.
Le fluide hydraulique traversant l'orifice 222 remplit la chambre 242 derrière la tête de pis ton 64, tandis qu'un volume de fluide hydraulique équivalent à celui déplacé par l'admission totale de fluide dans la chambre de la tige de piston 66 tra verse les ouvertures 244 de l'organe de guidage 220 pour pénétrer dans l'espace 246. formé par le man chon à retournement 200 lequel, gonflé ou dilaté, est retourné, pour prendre la position qu'indique la fig. 8.
Les ouvertures 244 ont une .section relative ment grande, ce qui assure et permet le passage d'un volume relativement important et par consé quent sous une pression relativement faible entre la chambre 242 et l'espace précité 246. Cela évite d'en gendrer tout effort appréciable de compression contre la tige de calibrage, dont la section est relativement mince, et empêche toute possibilité de gauchissement de cette tige.
Après que le choc a été complètement dissipé, les ressorts de compression 72, agissant en tandem, renvoient les organes constitutifs du dispositif hydrau lique à leur position initiale qu'indique la fig. 7.
Pendant ce mouvement de rappel dû aux ressorts de compression, la circulation de fluide hydraulique qu'indique la fig. 7 est inversée, et le manchon à retournement 200 se dégonfle et reprend la posi tion indiquée fig. 7, afin de renvoyer le fluide hy draulique préalablement déplacé par la tête de piston 64 et la tige .de piston 66 à ses emplacements nor maux ,et initiaux pour permettre un nouveau fonc tionnement.
Par conséquent, on peut constater que non seulement le dispositif 26 se compose d'un nom bre réduit de pièces, relativement simples, mais qu'en outre cette disposition supprime tous joints coulis sants ou dynamiques, tout en assurant un effet d'amortissement sûr et à longue course. De plus, toute l'énergie cinétique appliquée au dispositif amor tisseur, à l'exception de l'énergie potentielle relati vement faible emmagasinée dans les ressorts 72, est soit dissipée sous, forme de chaleur par le passage du fluide hydraulique à travers l'orifice 232 et par la turbulence produite dans.
la chambre 242, soit transférée sous forme d'énergie cinétique (positive ou négative, selon les conditions: de l'impact) au wagon heurté et à son chargement. La surface conique 234 de la tige de calibrage 204 s'étend entre les points 250 et 252 (fig. 7), tandis que le contour de cette surface .conique 234 est réalisé, dans l'exemple représenté, d'après la relation
EMI0006.0056
où A désigne la section de l'orifice dans toute posi tion x (voir fig.
7) considérée le long de la course nominale fatale d (longueur de la surface conique 234), tandis que Ao est la section initiale de l'orifice 222 au commencement d'une course, lorsqu'un corps totalement rigide est soumis à l'amortissement d'un choc.
Alors que la plupart des cas et pour un poids déterminé du wagon, cette supposition aboutit à une construction raisonnablement efficace, des mo difications de faible ampleur peuvent être apportées à cette forme pour se rapprocher davantage de la valeur optimale de la caractéristique constante farce) course pour une situation donnée après quelques essais expérimentaux. Toutefois,
la forme résultant de la formule ci-dessus. constitue le meilleur point de départ. En autre, il est passible, d'ordinaire, d'ob tenir une construction d'une efficacité raisonnable en s'approchant de la forme incurvée donnée par l'expression par exemple en calculant une série de sections transversales espacées et détermi- nées par une .
de cônes droits, si cela est de nature à faciliter la fabrication.
De plus, la tige de calibrage pourrait être profilée de façon à assurer la course recherchée de 50 à 75 centimètres tout en laissant une marge de course en réserve qui une caractéristique force/course sensiblement supérieure à celle résultant d'une course normale, afin d'assurer la protection nécessaire contre des sur charges ou autres conditions de fonctionnement anor malement dures.
En fait, il n'existe pratiquement pas de limite quant aux possibilités de donner à cette tige de calibrage une forme adéquate pour faire face à des situations particulières ou pour appliquer des connaissances acquises dans l'art des transports fer roviaires.
Les sections d'orifices indiquées sont celles de l'orifice 232 moins la section transversale de la tige de calibrage mesurée à un point quelconque le long de la course de cette tige.
Les éléments constitutifs du dispositif 26 peuvent être réalisés en tous matériaux appropriés, le man chon souple à retournement 200 étant fabriqué en matière souple, imperméable, analogue à du caout chouc, et comportant des additifs ou charges. spé ciaux visant à en conserver la souplesse à basses températures, tandis que les colliers de serrage 224 et 230 sont- du type commercialisé sous. la marque déposée Punch-Lok et fabriqué par la Punch- Lok Comp@any de Chicago, Illinois, aux Etats-Unis d'Amérique.
Le dispositif 26 est chargé, de préfé rence, avec une huile .à index élevé de viscosité telle que l'huile commercialisée par la Shell Oil Company sous la marque déposée AEROSHELL No 4 , attendu que cette huile possède la caractéristique recherchée de faible variation de viscosité entre les températures extrêmes de -510 C et +3020 C.
Le fluide hydraulique, lorsque le dispositif 26 est en position d'extension :maximale, est soumis à une très faible pression, celle-ci ne dépassant guère 0,140 kg/cm2 mais bien que la pression dans la cham bre haute pression 236, puisse s'élever jusqu'à 562 kg/cm2, par exemple lorsque le dispositif est uti lisé dans des wagons ferroviaires pour amortir des forces appliquées en poussée et en traction, la pres sion maximale dans le manchon à retournement 200 (lorsqu'il est gonflé à bloc) semble se situer autour de 0,
700 kg/cm2. Le manchon 200 s'étire ou s'al longe d'environ 100 pour cent lorsqu'il est entière ment gonflé. Le dispositif 26 peut être conçu pour fonctionner sous des pressions atteignant jusqu'à la limite de résistance élastique du cylindre 62, et le dispositif représenté sur les fig. 7 et 8, lorsqu'il est utilisé de la façon indiquée, est capable d'absorber et de dissiper une énergie cinétique de l'ordre 140 000 m.kg, selon, bien entendu,
la construction particulière qu'exige la solution d'un problème déter miné. Le dispositif 26 peut donc aisément absorber des chocs de l'ordre de 24 km/h appliqués, par exem ple, au wagon ferroviaire que montrent les fig. 1 à 6.
Si l'on se réfère maintenant à la fig. 6, on voit que le wagon 300 que représente celle-ci est sensi blement identique au wagon 10, sauf aux extrémités. Dans cette variante l'agencement d'extrémité 54 de la poutre centrale est prévu aux deux extrémités du wagon, ce qui constitue un support pour les plaques de wagon 302 et 304. Une disposition ana logue est prévue de chaque côté de d'extrémité oppo sée au wagon, au lieu de la structure 55, sauf que le hein à main 44 n'est normalement pas requis à cette extrémité.
Cette disposition donne lieu à une barrière ou garde-fou en travers des poutres d'extré mité, de part et d'autre de l'ensemble du longeron central du wagon, tout en laissant un passage 306 à travers lequel un employé peut passer en venant par exemple de la plate-forme 308 d'un wagon plat 310 qui serait accouplé au wagon 300.
Les plaques<B>156, 158,</B> 302 et 304 qui forment un garde-fou en travers des poutres d'extrémité du wagon empêchent un employé de tomber accidentel lement à travers l'ouverture formée entre les poutres d'extrémité du wagon et les. ensembles. de sellettes. Il arrive fréquemment que des membres du person nel du train ou autres cheminots pouvant se trouver sur ou à proximité du train puissent décider de passer d'un wagon à un autre en franchissant l'espace formé entre les wagons.
Sans le garde-fou .représenté aux extrémités du wagon, il serait tenté de sauter par exemple d'une plate-forme 308 du wagon plat 310 sur une traverse d'extrémité 54, ce qui risquerait de le surprendre par la présence d'un vide entre la tra verse,
d'extrémité et la sellette adjacente et pourrait se traduire par une mauvaise chute sur la voie sous- jacente. La disposition à garde-fou représentée garan tit le personnel contre ce risque en obligeant les personnes qui voudraient passer d'un wagon à un autre à franchir l'ouverture 306 de la traverse d'ex trémité, où elles se trouvent automatiquement sur le dessus de la poutre centrale 12.
I1 est évident que la disposition à garde-fou d'ex tr6mité ainsi prévue peut comporter des barrières ou mains courantes en remplacement des tôles plei nes représentées.
De ce qui précède il ressort qu'aucune charge verticale n'est appliquée .à l'ensemble du longeron central 12 à des, endroits éloignés des sellettes 14, sauf en ce qui concerne les, efforts. de réaction résul tant du fonctionnement du dispositif amortisseur 26.
Ainsi, on remarquera que, le poids du container 18 est appliqué directement aux sellettes 14, d'où il est transféré directement aux boggies du wagon. En outre, le container proprement dit peut être simplifié, attendu qu'il n'est supporté que le long de ses bords latéraux, qui constituent la partie la plus robuste du container.
Le wagon décrit est plus apte au transport d'un seul container, mais on pourrait concevoir un wagon à containers multiples. Les dispositions, représentées ont été conçues.
pour transporter un container de 13,75m X 2,44 m, et la longueur de wagon qui con viendrait à cet exemple serait de 15,78 m entre tampons, ce qui laisserait une distance suffisante entre le container (lorsqu'il est placé sur le wagon) et le montage de traverse d'extrémité 54 pour per mettre .au dispositif amortisseur 26 de fonctionner dans la gamme de courses, indiquée.