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"Train de roues pour wagons de chemin de fer et véhicules analo- gues, et son procédé de fabrication*
Les trains de roues pour wagons de chemin de fer et véhicules analogues sont généralement établis par un procédé consistant à fabriquer séparément un essieu solide, des disques de roue et des bandages de roue, après quoi ces éléments sont assemblés en les emmanchant à chaud ou à force.
Dans certains cas, les disques et les bandages de roue sont fabriqués en une seule pièce par une opération d'emboutissage ou de laminage, la fixation par emmanche- mententre l'essieu et le disque de roue étant pratiquée même dans les cas où l'on emploie un essieu tubulaire afin de réduire le poids du train de roues. Une caractéristique commune à. ces cons- tructions réside dans le fait que le bandage, ou le bandage et les disques, sont établis en une matière ayant un pourcentage de
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carbone considérablement plus élevé que la matière des autres parties du train de roues, afin de conférer à la bande de roule- ment une résistance aussi élevée que possible à l'usure.
La divergence susindiquée entre les pourcentages de carbone des diverses parties du train de roues a pour résultat des dif- ficultés presque insurmontables, ou en tout cas très considéra- bles, lorsqu'il s'agit de construire un train de roues dans le- quel les liaisons par emmanchement à force ou à chaud entre le bandage et le disque et entre le disque et l'essieu sont rempla- cées par des joints soudés. En effet, il est extrêmement diffi- cile, lors de la soudure de matières ayant des pourcentages de carbone trèa différents, de réaliser une soudure ayant une ré- sistance suffisante pour pouvoir être exposée aux efforts qui se présentent au cours du service dans les trains de roues pour wagons de chemin de fer.
Par conséquent, dans la construction de trains de roues assemblés par soudure, on a essayé d'éviter ces difficultés, par exemple en soustrayant les joints soudés autant que possible aux grands efforts, par exemple grâce à une construction dans laquelle le joint soudé entre le bandage et le disque de roue sert en substance uniquement à rendre ces éléments solidaires, ou bien en établissant le bandage (ou, dans le cas de disques et de bandages laminés, le bandage et le disque), en une matière ayant un pourcentage de carbone tel que ces éléments puissent être soudés l'un à l'autre et à l'essieu, après quoi on soudait autour du bandage une jante extérieure résistait à l'usure, en une matière ayant un pourcentage de carbone élevé.
L'expérience et les essais récents ont démontré toutefois qu'un pourcentage de carbone relativement élevé donne lieu à. des inconvénients dans le bandage et que ce pourcentage n'est pas le seul facteur décisif de la résistance du bandage à l'usure.
Parmi les inconvénients dus à un pourcentage de carbone élevé
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dans le bandage, on peut citer le fait que, lors du patinage de la roue sur le rail à la suite d'un freinage énergique, l'éléva- tion de la température due au frottement peut devenir si élevée que la matière de la couche extérieure extrême du bandage risque de subir une trempe lorsque le bandage est refroidi rapidement par l'air ambiant après une application des freins. La couche extérieure ainsi trempée montre une tendance à l'écaillement.
En outre, lors de la rectification du bandage au tour, l'outil doit attaquer la matière à une grande profondeur afin de ne pas tra- vailler dans la couche trempée extrême.
Comme indiqué plus haut, le pourcentage de carbone n'est pas le seul facteur décisif de la résistance à l'usure, et, par conséquent, de la longévité du train de roues. En effet, le degré d'usure dépend également dans une larges mesure de l'importance du poids dit non suspendu du train de roues, c'est-à-dire du poids des organes qui actionnent les roues sans interposition d'organes élastiques, l'usure augmentant rapidement avec le poids non suspendu et la vitesse du convoi, avec, comme consé- quence, une augmentation des efforts s'exerçant sur tous les organes du train de roues.
Un moyen d'éliminer ces difficultés consiste à diminuer le poids non suspendu, de manière à permettre une réduction du pourcentage de carbone requis dans le bandage, sans mettre en danger la résistance de ce dernier à l'usure. Une telle dimi- nution du pourcentage de carbone dans le bandage a pour effet d'offrir de nouvelles possibilités dans la construction de trains de roues soudés, ceci grâce au fait qu'il ne sera plus néces- saire de tenir compte de difficultés rencontrées dans le soudage d'une matière à pourcentage de carbone élevé à une matière ayant un pourcentage de carbone plus réduit.
La réduction du poids non suspendu du train de roues peut être obtenue de diverses manières. Selon une construction déjà
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proposée, le poids peut être réduit en exécutant l'essieu à par- tir d'un tube laminé en une pièce ou à partir de deux demi-tubes emboutis soudés l'un à l'autre et présentant des bourrelets cur- vilignes aux points de connexion avec les disques de roue, ces bourrelets constituant une transition appropriée, au point de vue de la résistance, entre l'essieu et les disques.. es derniers sont soudés à l'essieu, d'ou il résulte une réduction supplémen- taire du poids du train de roues par le fait que les moyeux re- quis pour le montage habituel à emmanchement peuvent être com- plètement omis.
On a proposé d'exécuter le bandage et le disque de la roue en une seule pièce par laminage, emboutissage ou une opération analogue, et de réunir la roue à l'essieu soit par emmanchement, soit par un joint de soudure. Dans ce dernier cas, la matière de la roue doit posséder un pourcentage de carbone relativement faible comparativement à celui de la matière de l'essieu, afin défendre l'opération de soudage pratiquement possible. Toutes ces constructions présentent la caractéristique commune que la zone de transition entre le bandage et le disque de la roue est située sensiblement dans la partie médiane de la face interne du bandage. far suite de. cette construction, les efforts provoqués par la charge extérieure agissant sur le bandage sont transmis directement du bandage au disque sans aucune élasticité intermé- diaire.
Ce fait est particulièrement défavorable dans les cas où le bandage est réuni au disque par une soudure, laquelle est soumise directement et d'une façon non élastique aux efforts extérieurs agissant sur le bandage et provenant de la pression exercée sur le rail.
La présente invention concerne un train de roues pour wagons de chemin de fer et véhicules analogues, comportant un bandage et un disque de roue établis en une seule pièce. Selon cette inven- tion, les inconvénients précités sont éliminés par le fait que le
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disque de roue vient se raccorder au bandage de roue sur le coté opposé à celui du boudin, par rapport au plan de la surface de roulement, de préférence sur le bord du bandage, tandis que le bord intérieur du disque, en considérant le sens radial, est soudé à l'essieu creux, De préférence, ce bord intérieur est situé du même coté du plan de la surface de roulement que le boudin de la roue.
L'invention concerne également un procédé d'exécution d'un bandage et d'un disque de roue, ce procédé consistant à emboutir un disque ayant une ouverture centrale, de façon à former un rebord autour de la circonférence du disque, et à produire le profil du bandage par tournage à. partir de ce rebord. Il va de soi que le rebord doit présenter une épaisseur telle qu'il permette le tour- nage du profil du bandage. La partie située entre ce rebord et l'ouverture centrale est ensuite façonnée par emboutissage ou par tournage, de manière à constituer un disque de roue présentant une ouverture centrale pour l'essieu, lequel est ensuite soudé au disque.
Ce procédé suppose naturellement que l'ébauche présente une épaisseur telle que le profil du bandage puisse être obtenu par tournage à partir du rebord, ou que le rebord puisse se voir im- primer l'épaisseur requise en le refoulant dans le sens axial.
Il va de soi que, lors de la formation du rebord, l'épaisseur de celui-ci augmente, mais cette augmentation ne s'élève qu'à. quel- ques pour cent de l'épaisseur de l'ébauche. Par conséquent, il convient de réduire l'épaisseur du disque entre le rebord et la partie centrale, de façon à obtenir un profil de disque approprié.
Cette réduction de l'épaisseur peut être réalisée par exemple par une opération de tournage ou d'emboutissage exécutée avant ou après la formation du rebord, ou par une opération d'emboutissage exécutée simultanément avec la formation de ce dernier. En même temps, on imprime au disque de roue un profil curviligne, conique,
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ondulé, ou tout autre profil convenable qui permet de aouder le disque à l'essieu, les dimensions du disque étant choisies de façon à obtenir une certaine élasticité tant dans le sens radial que dans le sens axial.La matière constitutive de la roue doit naturellement être d'une nature convenant au soudage.
Dans les constructions connues, dans lesquelles le bandage et le disque de la roue sont exécutés en une seule pièce, la jonction entre ces éléments est située sensiblement sur la partie médiane de la face interne du bandage. La construction selon l'invention diffère entièrement sous ce rapport, en ce sens que la zone de transition entre le disque et le bandage est située au bord de celui-ci, cette zone étant ainsi sensiblement curvi- ligne. De ce fait, on obtient une certaine élasticité entre le bandage et le disque. Comme le disque de roue peut également présenter une certaine élasticité, les bandages constituent le seul poids non suspendu du train de roues.
Comme indiqué plus. haut, la construction selon l'invention convient uniquement en combinaison avec des essieux tubulaires qui présentent au point de connexion aux disques de roue une for- me permettant de réunir le disque à l'essieu par soudage. Dans un train de roues établi de cette façon, le poids non suspendu est réduit au possible, d'où diminution des mesures de la bande de roulement ainsi que des rails, le train de roues présentant dans ce cas une forme bien adaptée aux efforts qui s'y présentent.
De plus, le train de roues peut être fabriqué d'une manière com- parativement plus simple.
Dans le dessin annexé, Fig. 1 est une coupe longitudinale d'une partie du train de roues établi selon l'invention, tandis que les Fige. 2 et 3 représentent un procédé d'exécution d'un disque et d'un bandage de roue en une seule pièce.
Dans la Fig. 1, la référence 1 désigne un coté d'un essieu tubulaire présentant une fusée 2, également tubulaire. L'essieu
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présente un bourrelet annulaire curviligne 3, auquel le disque de roue 4 est fixé par une soudure annulaire 5. Le disque de roue 4 se raccorde progressivement au bandage 6 sur le côté opposé au boudin 8, par rapport au plan 7 de la surface de rou- lement. Le disque de roue 4 est conformé de façon à présenter une certaine élasticité tant dans le sens axial que dans le sens radial. En outre, le bandage 6 est quelque peu élastique par rap- port au disque 4* Il ressort de la Fig. 1 que la partie médiane 9 du bord intérieur du disque est située sur le même coté du plan 7 de la surface de roulement que le boudin 8.
Grâce à. cette disposition, le moment agissant sur le disque à la suite d'une pression horizontale s'exerçant sur le bandage se trouve réduit de la valeur du moment produit par la pression verticale, vu que ces moments agissent dans des directions opposées. Toutefois, la soudure 5 ne doit pas être située à une distance importante du plan de la surface de roulement, vu que, dans ce cas, le mo- ment s'exerçant sur la soudure à la suite de la pression verti- cale serait trop élevé. Dans le mode d'exécution représenté, la soudure est soumise à. de faibles efforts seulement.
Le disque ces le bandage de roue selon Fig. 1, peuvent être exécutés de la manière indiqua à titre d'exemple dans les Fige.
2 et 3. L'ébauche consiste en un disque 11 présentant une ou- verture centrale 10. Un rebord 12 est formé sur la circonférence du disque par emboutissage. En même temps, ou ultérieurement, on imprime à la partie centrale du disque la forme qui ressort de la Fig. 3, après quoi on enlève les parties hachurées. Comme indiqué plus haut, le mode d'exécution peut varier, tout en restant dans le cadre de l'invention.
REVENDICATIONS.
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