Procédé pour le renforcement des bouts des châssis de wagons à marchandises,
en vue de leur équipement avec des accouplements automatiques
L'invention se réfère à un procédé de renforcement des bouts des châssis des wagons à marchandises, à deux essieux, en vue de leur équipement avec des accouplements automatiques de traction et de tamponnement, qui remplacera le système actuel de traction et de tamponnement.
Actuellement, les wagons des administrations des
Chemins de fer, affiliées à 1'U.I.C. (Union Internationale des Chemins de fer) sont équipés avec des systèmes de traction classiques, formées des arcs en volute, des tiges de traction et des accouplements à vis, qui, dans l'exploitation, transmettent la force de traction de la locomotive à la rame des wagons.
En ce qui concerne la force de traction, il ne serait pas nécessaire d'obtenir un renforcement spécial du châssis du wagon, puisque la construction spécifique du châssis permet sans aucune difficulté la transmission, dans de bonnes conditions, des efforts de traction.
Cependant, dans le cas des tamponnements, les efforts des compressions transmis par tamponnement d'un wagon à l'autre s'exercent sur les longerons latéraux du wagon, qui représentent les principaux éléments de résistance du wagon.
On préconise que dans un proche avenir tous les wagons des administrations des Chemins de fer, affiliées à 1'U.I.C., soient équipés avec des accouplements automatiques qui remplaceront les systèmes actuels de traction et de tamponnement.
Pour leur équipement avec des accouplements automatiques, les wagons devront être pourvus d'un renforcement supplémentaire des châssis, afin de pouvoir résister aux efforts de tamponnement et de traction, beaucoup plus grands, transmis par les accouplements automatiques.
On connaît un procédé de renforcement des bouts des châssis des wagons, qui utilise deux plaques triangulaires, renforçant la traverse frontale du châssis, avec les deux longerons latéraux formant ainsi un caisson qui transmet aux longerons latéraux l'effort transmis par l'accouplement automatique à tampon central.
Ce procédé de renforcement a le désavantage de ne pas réaliser une distribution uniforme des efforts, l'axe longitudinal du châssis du wagon étant très peu sollicité.
On connaît aussi un procédé de renforcement des bouts de châssis des wagons, procédé qui utilise deux paires de diagonales, reliant les longerons centraux et la traverse frontale du wagon.
Ce procédé de renforcement a le désavantage que la majeure partie de l'effort transmis par l'accouplement à tampon central est répartie sur les longerons centraux.
Le procédé de renforcement suivant l'invention évite les désavantages des procédés connus, par le fait que les efforts de traction et de tamponnement sont transmis non seulement aux longerons latéraux du wagon, mais aussi aux éléments situés dans l'axe longitudinal du châssis: le procédé est caractérisé par le fait que, à chaque bout du wagon, sont montés, suivant l'axe longitudinal du châssis, deux longerons centraux, reliés aux longerons latéraux et à la traverse frontale par deux paires de plaques de renforcement, de forme trapézoïdale, pourvues de découpages, deux de ces plaques étant assemblées par soudure avec les semelles supérieures des longerons centraux, avec les arêtes supérieures des longerons latéraux et avec la traverse frontale, tandis que les deux autres plaques sont assemblées par soudure avec les semelles inférieures des longerons centraux,
avec les arêtes inférieures des longerons latéraux et avec la traverse frontale; entre ces plaques sont introduites, en diagonale, des plaques soudées avec un de leurs bouts au longeron latéral et avec l'autre bout aux longerons centraux, tandis que les côtés les plus longs sont soudés aux plaques de renforcement.
Dans ce qui suit est décrit un exemple de réalisation du procédé suivant l'invention, pour le renforcement des bouts de châssis des wagons, la description suivante se référant aussi aux fig. 1 et 2, qui représentent:
fig. 1, une vue latérale (une moitié de la figure) et section en plan horizontal par A-A' (l'autre moitié);
fig. 2, une section en plan vertical par B-B'.
Le renforcement, selon l'invention, des bouts des châssis des wagons, consiste, à chaque bout du wagon, en deux longerons centraux 1 et 1' soudés à la traverse 2 du châssis du wagon et rigidifiés par rapport au châssis à l'aide de deux paires de plaques horizontales trapézoïdales 3 : 4, respectivement 3':4', à découpages intérieurs a et a', ces plaques étant soudées avec leur grande base à l'un des longerons centraux 1, respectivement 1', avec leur hauteur à la traverse frontale 2 et avec leur petite base aux longerons latéraux 5 et 5'.
Les plaques 3 et 3' sont situées dans le plan des semelles supérieures des longerons centraux et des longerons latéraux, tandis que les plaques 4 et 4' sont situées dans le plan des semelles inférieures des longerons centraux, étant distancées par rapport au plan des semelles inférieures des longerons latéraux, I'assemblage avec ces longerons latéraux étant effectué par un pli à 900 b et b' et par des renforcements à 4 goussets 6 : 7 : 8 : 9, respectivement 6' : 7' : 8' : 9'.
Afin de réaliser une rigidification en plan vertical, deux plaques 10 et 10' montées en diagonale entre les longerons centraux 1 et 1' et les longerons latéraux 5 et 5', dans le point de leur fixation à la traverse frontale 2, sont soudées entre les plaques horizontales 3 et 4, respectivement 3' et 4.
Afin de rigidifier les longerons centraux en plan horizontal, ces longerons sont renforcés avec une plaque rectangulaire 1 1 soudée dans le plan des ailettes supérieures des longerons centraux 1 et 1'.
Afin de rigidifier les bouts de la traverse frontale, deux plaques 12 et 12' soudées à la semelle supérieure des longerons latéraux et à la traverse frontale, constituant un prolongement des plaques de renforcement supérieures 3 et 3', sont montées à l'extérieur des longerons latéraux 5 et 5'.
Les bouts des longerons centraux 1 et 1', vers le centre du châssis du wagon, sont soudés à une plaque verticale rectangulaire 13 qui transmet, à l'aide de huit goussets 14 et 14', l'effort de traction ou de tamponnement à la partie centrale du châssis du wagon.
Le procédé de renforcement, suivant l'invention, des bouts des châssis des wagons à marchandise, à deux essieux, présente les avantages suivants:
les efforts de traction et tamponnement sont transmis vers les longerons latéraux et aussi vers la partie centrale du châssis;
le renforcement des bouts du châssis est réalisé sans aucun effet défavorable concernant l'espace pour le montage de l'accouplement automatique;
l'augmentation du poids propre du wagon n'est pas grande et n'influence pas d'une manière sensible le poids du chargement;
peut être appliqué à chaque type de wagon à deux essieux, à écartement normal, de construction nouvelle, sans modifier d'une manière importante la construction du châssis.
Method for the reinforcement of the ends of the frames of freight wagons,
for their equipment with automatic couplings
The invention relates to a method of reinforcing the ends of the frames of two-axle freight wagons with a view to their fitting with automatic traction and buffering couplings, which will replace the current traction and buffering system.
Currently, the wagons of the administrations of
Railways, affiliated to the U.I.C. (International Union of Railways) are equipped with conventional traction systems, formed by volute arches, traction rods and screw couplings, which, in operation, transmit the traction force from the locomotive to the trainset of wagons.
As far as the traction force is concerned, it would not be necessary to obtain a special reinforcement of the wagon frame, since the specific construction of the frame allows without any difficulty the transmission, under good conditions, of the traction forces.
However, in the case of buffering, the compression forces transmitted by buffering from one wagon to another are exerted on the side members of the wagon, which represent the main elements of resistance of the wagon.
It is recommended that in the near future all the wagons of the administrations of the Railways, affiliated to the U.I.C., be equipped with automatic couplings which will replace the current traction and buffering systems.
For their equipment with automatic couplings, the wagons must be provided with additional reinforcement of the frames, in order to be able to withstand the much greater buffering and tensile forces transmitted by the automatic couplings.
There is known a method of reinforcing the ends of the chassis of wagons, which uses two triangular plates, reinforcing the front cross member of the chassis, with the two side rails thus forming a box which transmits to the side rails the force transmitted by the automatic coupling to central buffer.
This reinforcement method has the disadvantage of not achieving a uniform distribution of forces, the longitudinal axis of the wagon frame being very little stressed.
A method is also known for reinforcing the ends of the frame of the wagons, which method uses two pairs of diagonals, connecting the central side members and the front cross member of the wagon.
This reinforcement method has the disadvantage that most of the force transmitted by the central buffer coupling is distributed over the central spars.
The reinforcement method according to the invention avoids the disadvantages of the known methods, by the fact that the tensile and buffering forces are transmitted not only to the side members of the wagon, but also to the elements located in the longitudinal axis of the chassis: the process is characterized by the fact that, at each end of the wagon, are mounted, along the longitudinal axis of the chassis, two central side members, connected to the side members and to the front cross member by two pairs of reinforcing plates, trapezoidal in shape, provided with cutouts, two of these plates being assembled by welding with the upper flanges of the central spars, with the upper ridges of the side spars and with the front cross member, while the other two plates are assembled by welding with the lower flanges of the central spars ,
with the lower edges of the side members and with the front cross member; between these plates are introduced, diagonally, plates welded with one end to the side spar and with the other end to the central spars, while the longer sides are welded to the reinforcement plates.
In what follows is described an embodiment of the method according to the invention, for the reinforcement of the frame ends of wagons, the following description also referring to FIGS. 1 and 2, which represent:
fig. 1, a side view (one half of the figure) and section in horizontal plane through A-A '(the other half);
fig. 2, a section in vertical plane by B-B '.
The reinforcement, according to the invention, of the ends of the chassis of the wagons, consists, at each end of the wagon, of two central longitudinal members 1 and 1 'welded to the cross member 2 of the wagon chassis and stiffened with respect to the chassis using of two pairs of trapezoidal horizontal plates 3: 4, respectively 3 ': 4', with internal cutouts a and a ', these plates being welded with their large base to one of the central longitudinal members 1, respectively 1', with their height to the front cross member 2 and with their small base to the side members 5 and 5 '.
Plates 3 and 3 'are located in the plane of the upper flanges of the central spars and side spars, while the plates 4 and 4' are located in the plane of the lower flanges of the central spars, being spaced from the plane of the flanges lower side members, assembly with these side members being effected by a fold at 900 b and b 'and by reinforcements with 4 gussets 6: 7: 8: 9, respectively 6': 7 ': 8': 9 ' .
In order to achieve a stiffening in the vertical plane, two plates 10 and 10 'mounted diagonally between the central side members 1 and 1' and the side side members 5 and 5 ', in the point of their attachment to the front cross member 2, are welded between the horizontal plates 3 and 4, respectively 3 'and 4.
In order to stiffen the central side members in the horizontal plane, these side members are reinforced with a rectangular plate 11 welded in the plane of the upper fins of the central side members 1 and 1 '.
In order to stiffen the ends of the front cross member, two plates 12 and 12 'welded to the upper flange of the side members and to the front cross member, constituting an extension of the upper reinforcement plates 3 and 3', are mounted on the outside of the side rails 5 and 5 '.
The ends of the central side members 1 and 1 ', towards the center of the wagon frame, are welded to a rectangular vertical plate 13 which transmits, by means of eight gussets 14 and 14', the tensile or buffering force to the central part of the wagon frame.
The method of reinforcing, according to the invention, the ends of the frames of freight wagons, with two axles, has the following advantages:
the traction and buffering forces are transmitted to the side members and also to the central part of the chassis;
the reinforcement of the ends of the frame is carried out without any unfavorable effect on the space for the assembly of the automatic coupling;
the increase in the self-weight of the wagon is not great and does not significantly influence the weight of the load;
can be applied to any type of two-axle, standard gauge, new construction wagon without significantly changing the construction of the frame.