Attelage pour
wagons couverts articulés





(lien vers la mise à jour du 18/06/2017 en bas de page)


21/08/2015 :
J'ai acheté trois wagons couverts d'occasion. Ce sont des wagons articulés. Ils n'étaient vraiment pas chers mais.... au moment de les faire rouler, je constate un décalage franc entre les caisses de deux wagons. Il y a manifestement un souci autour de l'essieu intermédiaire...

Je regarde dessous  pour savoir comment faire rentrer dans le rang cet essieu récalcitrant...

Et là... Zut, il manque des pièces ! PAS GLOP !

Normalement, l'accouplement entre les caisses doit se faire au moyen de l'essieu ET de 2 biellettes croisées (comme sur la photo ci-dessous)


La différence est montrée sur les animations ci-dessous :
Sans biellettes : Avec Biellettes :

Donc, si l'essieu est seul, ça fait n'importe quoi sur les rails. Et l'essieu central a tendance à prendre les aiguillages n'importe comment.
L'ajout des biellettes est indispensable pour la bonne tenue de la rame.
Petit cours de théorie des mécanismes :   
En calculant les degrés de mobilités des liaisons on s'aperçoit que l'ensemble est hyperstatique de degré 1 (calculé dans le plan 2D ! je vous raconte pas ce que ça donne en 3D!!!). Cela signifie que l'assemblage n'est possible qu'avec des pièces parfaites (que personne ne sait fabriquer). Et même avec cela, les mouvements sont impossibles. En théorie, ça ne devrait ni se monter ni fonctionner !!!!

La théorie nous imposerait donc un mécanisme isostatique dans ce genre là :

Sans l'essieu (!?!!???!,!!)...PAS GLOP...ou alors sans vis sur un des cotés (en voilà une bonne idée !) pour permettre l'allongement du cadre d'essieu...

Mais justement, la théorie des mécanismes nous apprend aussi à contourner les problèmes....
En observant précisément la seconde animation, on s'aperçoit que l'accrochage de la bielle en bas à droite ne reste pas concentrique avec l'axe du wagon. L'astuce est là ! il suffit de prévoir un jeu suffisant au niveau d'une articulation. En pratique, le jeu est réparti sur chaque articulation.

En mesurant le diamètre de l'axe situé sous le wagon, on trouve 3.2mm, alors que le perçage de la bielle mesure 3.4mm, ce qui laisse 0.2mm de jeu sur chaque articulation (si si, ça fait beaucoup!). Soit 0.4mm par bielle. Multiplié par 2 bielles ça commence à faire un joli  débattement. Ajoutons que les deux vis de maintien de l'essieu ne sont pas serrées (donc ça bouge ici aussi !). Notre degré d'hyperstatisme est largement compensé. OUF !
(Fin du cours théorique, on repasse à la pratique !!)



Fabrication des biellettes :

Fort de ces constatations, je me lance dans la confection de nouvelles biellettes.

Le premier choix à faire est celui du matériau :
- Plan A : J'ai essayé le laiton mais ça ne va pas bien : Les plaques fines sont trop molles et les plaques épaisses sont difficiles à usiner.
- Plan B : L'idéal est probablement la carte plastique de 1,5mm d'épaisseur, mais là je n'en ai pas. Faut passer au plan C..
- Plan C : une chute de circuit imprimé en époxy. Bingo j'en ai ! Je fonce !

Je commence par tracer le contour à l'aide d'une biellette (j'en ai besoin de 4 au total pour 2 wagons).

Le contour général peut rester approximatif. Seuls les deux perçages DOIVENT ETRE PRECIS compte tenu des mesures effectuées avant.
Ils sont espacés de 37.5mm.

Justement, je fais un premier pré-perçage avec un petit diamètre pour centrer les trous.


Puis je perce au diamètre 3.5mm.


La découpe au disque FIN ne pose pas de problème. L'échancrure latérale DOIT être creusée mais ne nécessite pas de grande précision.
 

Dès que les biellettes sont découpées proprement, l'envie est grande de les essayer en place.
Attention à ne pas les mettre à l'envers car les roues toucheraient à chaque virage.





En réalisant ce montage à blanc, je constate que les bielles ne sont pas à la même hauteur. C'est normal puisqu'elles sont croisées ! Mais elles ont tendance à se mettre en biais et à sortir de leur logement.

Je confectionne donc 8 petites rondelles dans le reste d'époxy et je les soude cuivre-contre-cuivre sur les biellettes.



Pour que les articulations conservent leur jeu, je passe un petit coup de forêt diamètre 3.5mm.


Les Bielles sont montées facilement :



et l'essieu vient par-dessus sans toucher les biellettes.


Il ne faut surtout pas serrer les deux vis car elles auraient tendance à  rigidifier l'alignement des deux caisses. Donc, après le serrage de chaque vis, dévisser d'un bon demi-tour pour donner du jeu aux deux articulations.


Un coup de peinture sur le dessus des bielles ne ferait pas de mal, mais c'est quand-même assez discret :


Les essais sur le réseau sont satisfaisants. Je pense que je vais malgré tout augmenter légèrement le diamètre de perçage car je trouve l'ensemble un peu trop rigide lorsque la voie fait une bosse (en revanche, pas de souci dans les "creux").
==> En bricolant sous ces wagons pour la mise à jour (ci-dessous) j'ai trouvé la raison de la rigidité sur les "bosses". Le cadre qui sert de suppor à l'essieu est déformé, rapprochant ainsi les deux trous pour les vis. Les vis provoquaient donc un obstacle minuscule (mais suffisant), limitant le débattement vers le bas. Un petit usinage pour écarter les trous a suffi. Problémo résoluto !



Mise à jour du 18/06/2017 :

Suite à la lecture des lignes ci-dessus, un internaute (Hubert en l'occurence) m'a envoyé des biellettes prototypées :

Les formes sont exactes et précises grâce à l'utilisation du prototypage 3D. Ici, c'est le procédé FDM (Fused Deposition Modeling) qui a été utilisé. C'est le plus adapté pour les pièces présentes.
Et c'est quand-même plus propre que mes bricolages en circuit imprimé.

Dans la conception de ses bielles, Hubert a prévu une légère sur-épaisseur afin que les bielles s'insèrent au mieux dans chaque wagon. Un léger re-perçage est donc possible. Les bielles sont ainsi adaptées aux dimensions exactes nécessaires. Pour ma part, un forêt de 3.5mm a été suffisant.

Le perçage s'effectue facilement à la main puisqu'il n'y a que quelques dixièmes à enlever.

Le montage sous les wagons ne pose aucun problème. Le remplacement des vieilles bielles est simple et rapide.

Il ne me reste plus qu'à faire l'opération sous les autres wagons articulés.

UN GRAND MERCI à hubert pour cette idée géniale.
Je signale, au passage que Hubert a produit de cette façon une multitude de pièces pour son train miniature. Pour toute question complémentaire concernant ces objets en 3D, vous pouvez joindre leurs créateurs par la rubrique "contact" des sites de Hubert, BB1601 ou de Raoul. Je conseille vivement la lecture de ces sites, qui sont une mine d'information pour tous les passionnés de trains miniatures.
A vous de jouer ! N'hésitez pas à m'envoyer vos commentaires.