Brevet FR2921885A1 — publié le 20090410

WAGON POLY-ARTICULE L'invention concerne un wagon poly-articulé destiné au transport de fret. La présente invention se situe donc dans le domaine du ferroviaire et plus particulièrement, dans la construction de wagons poly-articulés pour le transport de minerais. Toutefois, bien que particulièrement prévu pour une telle application, le wagon poly-articulé, objet de la présente invention, pourra être utilisé pour le transport d'autres types de marchandises et notamment des agrégats urbains, des produits agricoles, des produits sidérurgiques et encore tout type de frets transportés habituellement par le transport ferroviaire, notamment en vrac, en palette ou en container. On sait que le transport ferroviaire est soumis à de nombreuses réglementations et normes. Un des éléments les plus contraignants est notamment le passage au gabarit qui génère de fortes contraintes dimensionnelles autant dans les parties basses que les parties hautes des wagons compliquant considérablement la conception de nouvelles structures. D'un autre côté, pour limiter les coûts de transport, les constructeurs cherchent à augmenter, pour chaque wagon, le volume utile de fret à transporter ou encore la charge par essieux. La conception d'un wagon poly-articulé doit donc tenir compte de ces deux contraintes opposées que sont le respect des normes et réglementations et d'autre part la nécessité d'augmenter la masse utile ou le volume à transporter pour une longueur donnée de train ou de wagons. Classiquement, les wagons de fret comportent un certain nombre de châssis/caisse disposés sur des bogies et essieux, la charge étant répartie sur l'ensemble des bogies et essieux de manière homogène, c'est-à-dire que chaque essieu et chaque bogie ont une fonction de portage et de freinage sensiblement identique. On retrouve au niveau des essieux d'extrémité un système de timonerie qui occupe un volume important en partie moyenne et en partie haute du châssis/caisse occupant un espace qui ne peut être occupé par la masse payante. Cet espace longitudinal occupé par la timonerie a pour conséquence que les wagons ont une forme considérablement limitée en longueur réduisant d'autant le volume de chargement de chaque wagon, ce qui est particulièrement préjudiciable puisque compte tenu des contraintes de gabarits, le concepteur ne peut récupérer le volume perdu en élargissant le châssis/caisse ou en augmentant sa hauteur. Par ailleurs, l'ensemble des châssis/caisse d'un même wagon étant généralement identique, la perte sur les châssis/caisse d'extrémité est multipliée par le nombre de châssis/caisse intérieurs et par conséquent, la perte sur un wagon de volume ou de capacité de transport en poids est très importante. La présente invention a pour but de pallier aux inconvénients des wagons de fret utilisés classiquement en proposant un wagon poly-articulé permettant pour une longueur donnée de wagon une augmentation importante du volume utile ou du poids utile par essieu. La présente invention a également pour objet de proposer un wagon polyarticulé destiné au transfert de fret, lequel présente une tare faible par rapport à la capacité totale de chargement. La présente invention a également pour objet de proposer un wagon poly-articulé destiné au transfert de fret permettant le déplacement du wagon sur des voies selon UIC700 et répondant aux gabarits selon UIC505-1 et UIC506. Un autre objet de la présente invention est de proposer un wagon polyarticulé dans lequel les composants utilisés permettent un gain important en matière et en composants par rapport aux wagons classiquement utilisés. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description ci-après d'un exemple préféré de réalisation dans lequel la description n'est donnée qu'à titre d'exemple non limitatif en référence aux dessins annexés parmi lesquels : la figure 1 représente de manière schématique un premier exemple de 30 wagon réalisé conformément à l'invention, la figure 2 représente également de manière schématique un second exemple de réalisation d'un wagon conforme à l'invention, les figures 3a et 3b représentent deux modes de réalisation des liaisons inter-caisse du wagon conforme à l'invention. En se reportant principalement aux figures 1 et 2, on voit représenté un wagon poly-articulé 1 comportant plusieurs châssis/caisse 2 disposés à cheval sur des bogies 3 dits intérieurs. On voit également que les châssis/caisse d'extrémité 4 reposent à leurs extrémités sur des essieux libres 5 non freinés. On voit également que les châssis/caisse d'extrémité 4 ne sont pas équipés de timonerie. Par ailleurs, en se reportant cette fois aux figures 1 et 2 et également aux figures 3a,3b, on voit que la liaison 6 inter-caisse entre chaque châssis/caisse 2 d'extrémité et le châssis/caisse intermédiaire est réalisée par un lisoir sans jeu longitudinal. Dans l'exemple des figures 1 et 2, l'ensemble des wagons a une liaison inter-caisse réalisée par un lisoir 6 sans jeu longitudinal. Toutefois, dans d'autres modes de réalisation et en fonction de la destination du wagon 1, on pourra également prévoir que seule la liaison intercalaire 6 entre les châssis/caisse 2 d'extrémité et le châssis/caisse 2 intermédiaire sera réalisée par un lisoir sans jeu longitudinal, les autres châssis/caisse pouvant s'appuyer sur d'autres types de lisoir et éventuellement des lisoirs secs, des lisoirs élastiques UIC à console émergée ou noyée dans le châssis. En ce qui concerne le Iisoir 6 sans jeu longitudinal, on pourra utiliser de préférence un lisoir à lame tel que représenté à la figure 3a ou un lisoir à bras de rappel tel que représenté à la figure 3b. Afin de permettre de libérer l'espace au dessus des extrémités du wagon, à savoir au niveau des emplacements habituels des timoneries, on prévoit de reporter la charge de freinage habituellement reprise par les essieux libres 5 par les bogies intérieurs 3. Par conséquent, les essieux libres 5 n'assurent qu'une fonction de portage de la charge. L'utilisation d'une liaison 6 avec un lisoir sans jeu longitudinal est particulièrement importante puisqu'elle permet de lutter contre le lacet inter-caisse, d'autant que l'empattement du wagon est court et notamment dans l'exemple de la réalisation de la figure 1 avec cinq châssis, on prévoit un wagon avec un empattement de l'ordre de cinq fois 5500 mm. La liaison intercalaire 6 avec un lisoir sans un jeu longitudinal sert donc à assurer la stabilité du wagon et notamment la stabilité de circulation lorsque le wagon 1 est à vide ou encore la stabilité du wagon 1 en mode de freinage lorsque la wagon 1 est chargé. Selon une autre caractéristique avantageuse de l'invention et également pour augmenter la stabilité de l'ensemble, on prévoit un alignement au sens de la hauteur au rail du plan méridien horizontal des organes de choc et de traction des 1 o châssis/caisse d'extrémité, avec le plan horizontal passant par le centre des pivots sphériques d'interconnexion entre châssis. Les bogies 3 seront également avantageusement montés sur l'articulation au droit de pivot de bogies 3 avec un pivot sphérique. Dans l'exemple de la figure 1, le wagon 1 comporte cinq châssis/caisse 15 reposant sur quatre bogies 3 et deux essieux libres 5. Ce wagon 1 a, de préférence, une longueur comprise entre 29 m en optimisation pour lignes UIC700D4 et 36 m en optimisation pour lignes UIC700D2, avec une capacité de transport de vrac, pour un wagon poly-articulé à cinq châssis, évolutive en fonction de la densité apparente du produit et comprise entre 20 120 m3 en optimisation pour agrégats lourds et 320 m3 en optimisation pour céréales légères. Bien entendu, d'autres modes de réalisation avec un nombre différent de châssis/caisse 2 pourraient être envisagés et notamment, tel que représenté à la figure 2, avec un wagon 1 comportant quatre châssis/caisse 2 reposant sur trois 25 bogies 3 et deux essieux libres 5. Dans ce cas, le wagon a de préférence une longueur comprise entre 23 m et 29 m, entre faces d'appui des tampons ou entre faces actives des attelages automatiques, pour une capacité de transport comprise entre 96 m3 et 256 m3. Il est également important de noter à ce niveau que l'utilisation d'essieux 30 libres 5 au niveau des extrémités, en plus de permettre un dégagement des parties hautes et par conséquent la possibilité d'utiliser des châssis/caisse 2 avec des dimensions longitudinales utiles supérieures permettant d'améliorer d'autant le volume utile du châssis/caisse 1 en entier, permet en outre de diminuer l'usure des roues d'extrémité. En effet, l'absence de fonction de freinage préserve de l'usure spécifique à ce mode de fonctionnement, ce qui est d'autant plus important que ces roues ont un besoin naturel d'orientation beaucoup plus grand, typiquement trois à sept fois, que celles qui sont déjà pré-orientées par leur assujettissement en lacet au châssis/caisse de bogie et que ce besoin ne peut pas être complètement satisfait, notamment en courbes de moins que 300 m, pour lesquels un compromis de réglages de l'ensemble suspension primaire garantissant une stabilité suffisante en 1 o alignement doit aussi être recherché. En ce qui concerne la répartition de la charge de freinage, comme indiqué plus haut, elle est intégralement reportée sur les bogies 3 intérieurs. De manière avantageuse, on prévoit que cette charge sera reportée de manière homogène et iso-statique quant à la charge effective affectée à chaque 15 châssis/caisse. Dans l'exemple de la figure 1, c'est à dire pour un wagon poly-articulé 1 à quatre bogies 3 et deux essieux libres 5, on prévoit que chaque essieu de bogie ait un poids-frein égal à 10/8ème du poids naturel transféré au rail par chaque essieu. 20 Dans l'exemple de la figure 2, c'est à dire pour un wagon poly-articulé 1 à trois bogies 3 et deux essieux libres 5, on prévoit que chaque essieu de bogie ait un poids-frein égal à 8/6ème du poids naturel transféré au rail par chaque essieu. Dans les exemples des figures 1 et 2, on prévoit que le wagon poly-articulé soit équipé de châssis/caisse 2 de type trémie pour le transport d'agrégats. 25 Toutefois, on pourra également utiliser ces deux types de wagon précités avec des wagons plats, notamment des porte-conteneurs ou porte-bobines métalliques ou tombereaux ou à superstructures à parois coulissantes. Bien entendu, d'autres modes de réalisation à la portée de l'homme de l'art auraient également pu être envisagés sans pour autant sortir du cadre de 30 l'invention définie par les revendications ci-après. REVENDICATIONS 1. Wagon poly-articulé (1) comportant au moins quatre châssis/caisse (2) disposés à cheval sur des bogies (3) dits intérieurs caractérisée en ce que : la liaison inter-caisse entre chaque châssis/caisse d'extrémité et le châssis/caisse intermédiaire immédiatement connexe est réalisée par un lisoir (6) sans jeu longitudinal, - les châssis/caisse d'extrémités (4), non équipés de timonerie, reposent à leur extrémité sur des essieux libres (5) non freinés. 2. Wagon poly-articulé selon la revendication 1 dans laquelle la liaison inter-caisse (6) entre chaque châssis/caisse du wagon comprend un lisoir sans jeu longitudinal. 3. Wagon poly-articulé selon l'une ou l'autre des revendications 1 et 2 dans laquelle le lisoir est un lisoir à lame (7). 4. Wagon poly-articulé selon l'une ou l'autre des revendications 1 et 2 dans laquelle le lisoir est un lisoir à bras de rappel (8). 5. Wagon poly-articulé selon l'une quelconque des revendications précédentes dans laquelle le poid-frein de la totalité du wagon (1) repose intégralement sur les bogies intérieurs (3), les essieux libres (5) assurant uniquement une fonction de portage de la charge. 6. Wagon poly-articulé selon l'une quelconque des revendications précédentes comportant cinq châssis/caisse (2) reposant sur quatre bogies (3) et deux essieux libres (5). 7. Wagon poly-articulé selon la revendication 6, d'une longueur comprise entre 29 m et 36 m, entre les faces d'appui des tampons ou entre les faces actives des attelages automatiques, pour une capacité de transport comprise entre 120 m3 et 320 m3. 8. Wagon poly-articulé selon l'une quelconque des revendications 1 à 5 précédentes, comportant quatre châssis/caisse (2) reposant sur trois bogies (3) et deux essieux libres (5). 9. Wagon poly-articulé selon la revendication 8, d'une longueur comprise entre 23 m et 29 m, entre les faces d'appui des tampons ou entre les faces actives des attelages automatiques, pour une capacité de transport comprise entre 96 m3 et 256 m3. 10. Wagon poly-articulé selon l'une quelconque des revendications précédentes dans laquelle les plans horizontaux des différents organes de choc et de traction sont alignés au sens de la hauteur au rail. 11. Wagon poly-articulé pour le transport de minerais, d'agrégats urbains, de produits agricoles, de produits sidérurgiques et tout type de fret en vrac, palettisé l o ou conteneurisé.