EP1366966A1 - Wagon pour charge lourde - Google Patents

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EP1366966A1
EP1366966A1 EP02370025A EP02370025A EP1366966A1 EP 1366966 A1 EP1366966 A1 EP 1366966A1 EP 02370025 A EP02370025 A EP 02370025A EP 02370025 A EP02370025 A EP 02370025A EP 1366966 A1 EP1366966 A1 EP 1366966A1
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wagon
heavy load
pivot
load according
bogie
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Arbel Fauvet Rail SA
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61—RAILWAYS
    • B61D—BODY DETAILS OR KINDS OF RAILWAY VEHICLES
    • B61D3/00—Wagons or vans
    • B61D3/10—Articulated vehicles
    • B61D3/12—Articulated vehicles comprising running gear interconnected by loads
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61—RAILWAYS
    • B61D—BODY DETAILS OR KINDS OF RAILWAY VEHICLES
    • B61D3/00—Wagons or vans
    • B61D3/16—Wagons or vans adapted for carrying special loads
    • B61D3/166—Wagons or vans adapted for carrying special loads for carrying very heavy loads
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61—RAILWAYS
    • B61D—BODY DETAILS OR KINDS OF RAILWAY VEHICLES
    • B61D5/00—Tank wagons for carrying fluent materials
    • B61D5/06—Mounting of tanks; Integral bodies and frames

Definitions

  • the invention relates to a wagon for heavy load.
  • It relates more particularly but not exclusively to a wagon tank.
  • a wagon is made up of running gear such as the wheels one or more bogies intended to support a load.
  • the bogies support, via a pivot articulation, a chassis which carries a load such as a tank or box etc.
  • Each pair of extreme bogies supports by a flat pivot joint a intermediate chassis extending between the two bogies carrying a chassis main.
  • the buffers and the traction point are located in the axis of the chassis carried by the bogies and pivot points with the chassis are vertically offset so that the longitudinal forces modify in particular the vertical forces which, in in addition, degrades the behavior of the wagon.
  • the object of the invention is a wagon which remedies in particular the problems mentioned above.
  • This wagon carries a load contained in an envelope 2.
  • tank car In the example shown but without limitation, it is a tank car but it could be another type of product transported and for example making call to a checkout or platform.
  • the hook / ring connection also functions of buffer.
  • Each bogie includes a transverse beam 8, two beams 9 longitudinal, an upper pivot link 7 and two axles 3.
  • suspensions, braking and braking control linkage are also provided.
  • each group A, B, of two bogies is, by the pivots 7 of connection, associated with a frame 10 carrying the means of applying the force longitudinal called displacement with on the one hand, carried by the upper face of the frame, a pivot link 11 with the structure containing the load which link 11 pivot is aligned with the aforementioned means of application 5,6 and on the other hand it directly the envelope 2 containing the load which transmits the longitudinal forces between the two groups A, B of bogie.
  • the structure 2 is therefore carried by two independent frames 10.
  • This pivot link 11 with the structure consists of a pivot comprising a part of a sphere at its top which cooperates with a cavity partially spherical that presents the base of structure 2.
  • the structure has means 12 for strengthening it.
  • this reinforcement 12 is produced by a hoop 12 internal to the tank whose role is no longer solely dedicated to resistance to buckling but to the transmission of forces.
  • the usual height of the hoop is 100 mm approximately while for this tank the height is between 300 and 400 mm about.
  • the usual thickness is about 6 mm while in this case it is approximately 15 to 20 mm.
  • the steel used is of high elastic limit like S 550 MC or P 460ML
  • the means of reinforcement used are suitable for this shape.
  • each frame 10 supported by the bogie group is consists of three longitudinal beams 13, one centered on the longitudinal axis.
  • the median beam carries on its upper face the male part of the pivot.
  • This frame to be connected to a locomotive or another wagon, extends beyond the end of the structure, on one side by arms 14 which rise to that the points of application of the forces are in the vertical axis of the pivot.
  • Another interesting feature is the positioning of the pivoting on the structure.
  • pivot points are spaced apart by a distance of the order of 60% of the length of the load, the remaining 40% being distributed on both sides.
  • This arrangement makes it possible to desynchronize the vertical and horizontal forces from wheels to rails.
  • the wagon behaves like a low pass filter.
  • the tank ends at its ends with a frustoconical shape.
  • the suspension is of the viscoelastic type.
  • the overhang with respect to the pivot link is of short length, this which allows compatibility with the assembly of the automatic shock and traction coupling, while allowing a useful platform length greater than 22 m.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Handcart (AREA)
  • Vehicle Body Suspensions (AREA)

Abstract

Wagon pour charge lourde comprenant: deux groupes (A,B) de quatre essieux (3) organisés en bogie (4) supportant une structure accueillant une charge, pour chaque groupe de bogie, d'une part des moyens (5,6) d'application d'une force longitudinale dite de traction ou de compression et d'autre part des pivots (7) de liaison au moins indirectement avec la charge, ce wagon étant caractérisé en ce que chaque groupe (A,B) de deux bogies est, par les pivots (7) de liaison associé à un cadre (10) portant les moyens d'application de la force longitudinale dite de déplacement avec d'une part, portée par la face supérieure du cadre, une liaison (11) à pivot avec la structure contenant la charge laquelle liaison (11) à pivot est alignée avec les moyens (5,6) d'application précités pour une référence de voie et d'autre part c'est directement l'enveloppe (2) contenant la charge qui transmet les efforts longitudinaux entre les deux groupes (A,B) de bogie. <IMAGE>

Description

L'invention se rapporte à un wagon pour charge lourde.
Elle se rapporte plus particulièrement mais non exclusivement à un wagon citerne.
Classiquement, un wagon se compose d'organes de roulement tels les roues d'un ou plusieurs bogies destinés à soutenir une charge.
Les bogies supportent, via une articulation pivot, un châssis lequel porte une charge telle une citerne ou une caisse etc.
Lorsque l'on souhaite augmenter la charge, se pose comme problème les effets de celle-ci sur les rails.
En effet, les forces verticales et horizontales tendent à dégrader significativement les rails et plus la charge est lourde plus ces forces sont importantes.
Pour atténuer ces effets, on a déjà construit des wagons à huit essieux et donc des wagons soutenus à chaque extrémité par deux bogies comportant chacun deux essieux.
Chaque paire de bogies extrêmes soutient par une articulation à pivot plat un châssis intermédiaire s'étendant entre les deux bogies portant quant à lui un châssis principal.
Les tampons et le point de traction se situent dans l'axe du châssis porté par les bogies et les points de pivots avec le châssis sont décalés verticalement de sorte que les efforts longitudinaux modifient notamment les forces verticales ce qui, en outre, dégrade le comportement du wagon.
L'invention a pour objectif un wagon qui remédie notamment aux problèmes évoqués ci dessus.
A cet effet l'invention a pour objet un wagon comprenant :
  • deux groupes de quatre essieux organisés en bogie supportant une structure accueillant une charge,
  • pour chaque groupe de bogie, d'une part des moyens d'application d'une force longitudinale dite de déplacement et d'autre part des pivots de liaison avec au moins indirectement la charge ce wagon étant caractérisé en ce que chaque groupe de deux bogies est, par les pivots de liaison, associé à un cadre portant les moyens d'application de la force longitudinale dite de déplacement avec, d'une part, portée par la face supérieure du cadre, une liaison à pivot avec la structure contenant la charge laquelle liaison à pivot est alignée avec les moyens d'application précités et d'autre part c'est directement l'enveloppe contenant la charge qui transmet les efforts longitudinaux entre les deux groupes de bogie.
L'invention sera bien comprise à l'aide de la description ci-après faite à titre d'exemple au regard du dessin qui représente schématiquement :
  • Fig 1 : wagon citerne
  • Fig 2 : groupe de bogie
  • Fig 3 : bogie
  • Fig 4 : coupe axiale verticale du wagon citerne.
    • En se reportant au dessin on voit un wagon 1.
    Ce wagon porte une charge contenue dans une enveloppe 2.
    Dans l'exemple représenté mais sans limitation, il s'agit d'un wagon citerne mais il pourrait s'agir d'un autre type de produit transporté et par exemple faisant appel à une caisse ou une plate-forme.
    De manière classique ce wagon comprend :
    • deux groupes A, B, de quatre essieux 3 organisés en bogie 4 supportant une structure accueillant une charge,
    • pour chaque groupe de bogie, d'une part des moyens 5,6 d'application d'une force longitudinale dite de traction ou de compression et, d'autre part, des pivots 7 de liaison au moins indirectement avec la charge.
    Par moyens d'application d'une force longitudinale de traction ou de compression, on comprendra tant la liaison (crochet/anneau) avec par exemple la locomotive de traction que les tampons utilisés lors du freinage.
    Pour certains types de liaison, la liaison crochet/anneau fait également office de tampon.
    Chaque bogie comprend une poutre 8 transversale, deux poutres 9 longitudinales, une liaison 7 supérieure à pivot et deux essieux 3.
    Bien évidemment, sont également prévus des suspensions, des organes de freinage et une timonerie de commande du freinage.
    Selon l'invention, chaque groupe A, B, de deux bogies est, par les pivots 7 de liaison, associé à un cadre 10 portant les moyens d'application de la force longitudinale dite de déplacement avec d'une part, portée par la face supérieure du cadre, une liaison 11 à pivot avec la structure contenant la charge laquelle liaison 11 à pivot est alignée avec les moyens 5,6 d'application précités et d'autre part c'est directement l'enveloppe 2 contenant la charge qui transmet les efforts longitudinaux entre les deux groupes A, B de bogie.
    La structure 2 est donc portée par deux cadres 10 indépendants.
    Cette liaison 11 à pivot avec la structure se compose d'un pivot comportant une partie de sphère en son sommet qui coopère avec une cavité partiellement sphérique que présente la base de la structure 2.
    Avantageusement, au droit de cette liaison à pivot, la structure présente des moyens 12 de renforcement de celle ci.
    Dans le cas par exemple d'une citerne, ce renforcement 12 est réalisé par une frette 12 interne à la citerne dont le rôle n'est plus uniquement dédié à la résistance au flambage mais à la transmission des efforts.
    Par rapport aux autres frettes que comportent habituellement cette citerne , la hauteur et l'épaisseur de la frette sont majorées.
    A titre de comparaison, la hauteur habituelle de la frette est de 100 mm environ alors que pour cette citerne la hauteur est comprise entre 300 et 400 mm environ.
    L'épaisseur habituelle est de 6 mm environ alors que dans le cas présent elle est de 15 à 20 mm environ.
    L'acier utilisé est à haute limite élastique genre S 550 MC ou P 460ML
    On note que la hauteur de la frette varie en décroissant depuis le bas vers le haut.
    Lorsque la forme de la structure n'est pas un cylindre, les moyens de renforcement utilisés sont adaptés à cette forme.
    Comme on peut le voir chaque cadre 10 soutenu par le groupe de bogie se compose de trois poutrelles 13 longitudinales dont une centrée sur l'axe longitudinal.
    La poutrelle médiane porte sur sa face supérieure la partie mâle du pivot.
    Inversement, il pourrait s'agir de la partie femelle.
    Ce cadre, pour être relié à une locomotive ou à un autre wagon, se prolonge au delà de l'extrémité de la structure, d'un côté par des bras 14 qui s'élèvent pour que les points d'application des forces soient dans l'axe vertical du pivot.
    On notera que pour alléger ce cadre les poutrelles ou poutres des bogies sont évidées.
    Une autre caractéristique intéressante est le positionnement des points de pivotement sur la structure.
    Ces points de pivotement sont écartés d'une distance de l'ordre de 60% de la longueur de la charge, les 40% restant étant répartis de part et d'autre.
    La situation antérieure était de 80% à 90% entre les points de pivots. Il y a donc une transmission plus régulière des charges le long du wagon.
    Cette disposition permet de désynchroniser les efforts verticaux et horizontaux des roues aux rails.
    Le wagon se comporte comme un filtre passe bas.
    Du fait que les extrémités des cadres reposant sur les bogies sont relevées, la citerne se termine en ses extrémités par une forme tronconique.
    On a donc une architecture à six pivots et douze lisoirs qui contribuent à ce filtrage.
    Avantageusement, la suspension est du type viscoélastique.
    Le porte-à-faux par rapport à la liaison il à pivot est de petite longueur, ce qui permet la compatibilité au montage de l'attelage automatique de choc et traction, tout en autorisant une longueur de plate-forme utile supérieure à 22 m.

    Claims (10)

    1. Wagon pour charge lourde comprenant :
      deux groupes (A, B) de quatre essieux (3) organisés en bogie (4) supportant une structure accueillant une charge,
      pour chaque groupe de bogie, d'une part des moyens (5,6) d'application d'une force longitudinale dite de traction ou de compression et d'autre part des pivots (7) de liaison au moins indirectement avec la charge, ce wagon étant caractérisé en ce que chaque groupe (A,B) de deux bogies est, par les pivots (7) de liaison associé à un (10) cadre portant les moyens d'application de la force longitudinale dite de déplacement avec, d'une part, portée par la face supérieure du cadre, une liaison à (11) pivot avec la structure contenant la charge laquelle liaison à (11) pivot est alignée avec les moyens (5,6) d'application précités et, d'autre part c'est directement l'enveloppe (2) contenant la charge qui transmet les efforts longitudinaux entre les deux groupes (A, B) de bogie.
    2. Wagon pour charge lourde selon la revendication 1 caractérisé en ce que la liaison (11) à pivot avec la structure se compose d'un pivot comportant une partie de sphère en son sommet qui coopère avec une cavité partiellement sphérique que présente la base de la structure (2).
    3. Wagon pour charge lourde selon la revendication 1 caractérisé en ce que, au droit de la liaison (11) à pivot, la structure présente des moyens (12) de renforcement de celle-ci.
    4. Wagon pour charge lourde selon la revendication 3 caractérisé en ce que dans le cas d'une citerne, le renforcement est réalisé par une frette (12) interne à la citerne.
    5. Wagon pour charge lourde selon la revendication 4 caractérisé en ce que la hauteur de la frette (12) de renforcement varie en décroissant depuis le bas vers le haut.
    6. Wagon pour charge lourde selon la revendication 1 caractérisé en ce que chaque cadre (10) soutenu par le groupe de bogie se compose de trois poutrelles (13) longitudinales dont une centrée sur l'axe longitudinal.
    7. Wagon pour charge lourde selon la revendication 6 caractérisé en ce que le cadre (10) pour être relié à une locomotive ou un autre wagon se prolonge, au delà de l'extrémité de la structure, d'un côté par des bras qui s'élèvent.
    8. Wagon pour charge lourde selon la revendication 1 caractérisé en ce que les points de pivotement sont écartés d'une distance de l'ordre de 60% de la longueur de la charge, les 40% restant étant répartis de part et d'autre assurant une meilleur équipartition des charges au rail le long du wagon.
    9. Wagon pour charge lourde, selon la revendication 1 caractérisé en ce qu'il comprend six pivots et douze lisoirs.
    10. Wagon pour charge lourde selon la revendication 1 caractérisé en ce que le porte-à-faux par rapport à la liaison (11) à pivot est de petite longueur, ce qui permet la compatibilité au montage de l'attelage automatique de choc et traction, tout en autorisant une longueur de plate-forme utile supérieure à 22 m.
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    ES2255601T3 (es) 2006-07-01
    DE60208350T2 (de) 2006-08-31
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