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L'invention se rapporte à un procédé et à l'appareil- lage approprié pour la fabrication de roues à centre plein, en particulier de roues de véhicules sur rails, ces roues ayant des fourrures possédant l'élasticité du caoutchouc, ou corps élasti- ques qui sont en polyuréthanes et sont intercalés'dans le flux de force entre bandage de roue et moyeu de roue et agencé suivant les enseignements du brevet principal entre une jante en forme de V annexée au bandage de la roue et deux bagues en tôle iden- tiques entre elles annexées à l'élément moyeu de la roue, ces corps élastiques étant raccordés par collage sur métal tant avec-
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la jante qu'avec les bagues de tôle précitées.
Suivant la présente invention, la proposition à.la base du brevet principal est développée et'améliorée en ce sens. que l'on indique un procédé qui permet la fabrication de telles roues à centre plein et en particulier l'insertion des fourrures élastiques' considérées suivant un mode particulièrement rationnel et sans faire appel à des appareillages compliqués et de construc- tion délicate. On pourra se passer surtout des presses et autres appareils coûteux dans leur acquisition et leur fonctionnement, dont on ne pouvait pas se passer dans la confection des four- rures élastiques connues jusqu'à présent en caoutchouc naturel ou synthétique,.opération dans laquelle on,produit comme on le sait la liaison caoutchouc-métal par vulcanisation.
Suivant l'invention on arrive à ce résultat en coulant un polyuréthane amené en une forme coulable ou une matière artifi- cielle du même genre, entre les pièces métalliques du corps de roue adaptées pour recevoir les corps élastiques, préparées con- venablement à l'avancé, en particulier nettoyées soigneusement sur leur surface, et en traitant alors le corps de roue par la chaleur jusqu'à obtention de la structure caoutchouteuse voulue des corps élastiques:. Il se recommande en\cette circonstance de couler et de traiter par la chaleur chacun des deux corps élasti- ques (fourrures)mentionnés plus haut de manière individuelle.
La mise.en oeuvre du nouveau procédé et la construc- tion du dispositif de coulée approprié sont particulièrement sim- ples lorsqu'on exécute le processus de coulée avec le corps de roue reposant dans le plan horizontal. A cet effet, le processus de coulée suivant une caractéristique spéciale de l'invention se fait avantageusement eh appliquant la jante et la bague de tôle conjugée au corps élastique à couler sur une plaque de base con- forme à la surface extérieure du corps élastique n'ayant pas de tension réglable, en les fixant sur cette plaque au moyen de bou-
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Ions d'ajustage, en remplissant ensuite par coulée, jusqu'à la hauteur de niveau voulue du corps élastique, l'espace libre situé entre la plaque de base, d'une part, et la jante de même que la bague de tôle, d'autre part,
à l'aide de polyuréthane liquéfié, et en traitant finalement à chaud dans un four de chauffage le moule conjointement avec la pièce coulée jusqu'à condensation dite "à fond" de la matière artificielle.
Après que l'un des deux corps élastiques a été ainsi monté, il est recommandé de monter le second corps élastique en enlevant de la plaqude base le corps élastique obtenu, réuni par collage sur métal avec la jante et une des bagues de tôle, et en le plaçant avec le corps élastique tourné vers le haut, sur la plaque de base et la seconde bague de tôle fixée au pré- alable sur la plaque de base et en le vissant à cette bague ,de tôle en intercalant une bague d'écartement, en l'occurence un des boulons de centrage prévus dans le corps élastique déjà cou- lé étant remplacé par un entonnoir de coulée, en remplissant avec du polyuréthane liquéfié l'espace libre existant entre la plaque de base, d'une part, et la jante de même que la bague de tôle, d'autre part, jusqu'à la hauteur de niveau que l'on veut donner au corps élastique,
et en traitant ensuite à chaud le moule jusqu'à condensation "à fond" de la matière artificielle.
Lorsqu'ainsi les deux corps élastiques (fourrures) sont montés et qu'en même temps ils sont réunis par collage aux pièces métalliques avoisinantes, on communique alors aux corps élastiques une tension préalable relativement petite en soi; cette tension préalable se fait de la manière la plus simple selon l'invention en éliminant de l'ensemble coulé la bague d'écartement déjà mentionnée, dont l'épaisseur est en rapport avec l'importance de la tension préalable des corps élastiques, et l'on réunit directement entre elles les deux tôles conjugées à l'élément moyeu par serrage des boulons de tête appropriés.
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D'autres détails de l'invention seront décrits à l'aide d'un exemple de réalisation d'un appareillage convenant à la mise en oeuvre du nouveau procédé de fabrication.
La figure 1 montre en coupe longitudinale une roue à centre plein établie selon le brevet principal, dont l'assem- blage est'terminé.
La figure 2 montre une coupe transversale 3. travers le moule de coulée préparé pour la coulée d'un des corps élasti- ques (l'inférieur).
La figure 3 est une vue en plan de la figure 2.
La figure 4 montre les éléments de construction les plus importants du moule selon la figure 2, en vue partielle et en perspective, représentés superposés avec un certain écart.
La figure 5 montre une coupe transversale du moule de coulée préparé en prévision de la coulée du second corps élas- tique (le supérieur).
La figure 6 montre une vue en plan de la figure 5.
Le corps de roue à centre plein représenté dans la figure 1 consiste suivant le brevet principal tout d'abord en l'élément moyeu 1 et la partie dite à centre plein qui est formée ici en ordre principal de deux bagues de tôle 2 et 3 identiques, raccordées par des chevilles d'ajustage 7 et une soudure 7', ces bagues étant réunies par des cordons de soudure la et lb à.l'élé- ment moyeu.
A la bande de roue 8 est annexée une jante 5 cons- truite en forme de V, laquelle présente de son côté, trois oeil- lets d'entraînement 6 avec forage 6', oeillets qui, à l'aide de boulons de tête non représentas, à introduire dans les forages 2a, 6', 2b, établissent un raccordement direct entre la jante 5 et les bagues de tôle 2, 3, si bien que l'élaticité des corps élas- tiques (fourrures) 4 et 4', qui consistent ici en du polyuréthane ou une matière artificielle du même genre ayant l'élasticité du
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caoutchouc et pouvant être coulée, est pontée. Cette exclusion de la suspension élastique est.comme on le sait nécessaire entre' autres dans le tournage du bandage de roue 8.
La coulée des corps élastiques (fourrures) sur¯les surfaces métalliques appropriées se fait dans un moule simple dans lequel les parties du corps de roue avoisinant les corps élastiques sont en même temps les constituants du moule, ceci en deux stades.
Dans le premier stade, on coule un des corps élasti- ques, à savoir celui situé en bas. Le dispositif approprié est visible dans les figures 2, 3 et 4. Comme le montre en parti- culier la figure 2, le moule de coulée considéré se compose d'une plaque de base annulaire 11, qui présente en 12 et 13 des enco- ches en forme de rainures dans lesquelles la jante 5 en forme de V et respectivement une (2) des deux bagues de tôle adjointes au corps de moyeu 1 (figure 1) s'engagent en'fermant le moule.
De cette manière les'pièces précitées sont centrées mutuellement avec exactitude par des mesures très simples. La surface oblique désignée par 14 de la plaque de base 11 constitue la délimitation extérieure pour le corps élastique à couier, 'désigné par 4..En vue de protéger les pièces citées d'une rotation réciproque, il est prévu des chevilles d'ajustage 15 qui sont enfoncées par les ouvertures des pattes d'entraînement 6 et s'engagent en bas dans .des forages de la plaque de base. Ces chevilles d'ajustage pro- duisent aussi, en se comportant, comme-un noyau, les forages dans le corps élastique qui sont reconnaissables dans la figure 1 à droite et à gauche du forage 6'.
Avant coulée on nettoie avec le plus grand soin : et passe'au jet de sable''- les surfaces 16 et 17 de'la jante et de ...., la bague de tôle, et si c'est nécessaire on les traite en outre avec un adhésif, par exemple une colle d'isocyanate, en vue d'amé- liorer encore la valeur de l'adhérence entre métal et matière
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artificielle. Le soin avec lequel on effectue ces travaux pré- liminaires est déterminant pour la durabilité et la force d'adhé- rence de l'union créée entre métal et matière artificielle.
Après préchauffage du moule dans un four de chauffage ou appareil similaire, la matière artificielle sous une forme coulable, à base de polyuréthanes, de préférence le produit exis- tant sur le marché sous la marque de fabrique "Vulkollan" est coulée sans bulles au moyen de la poche 19, jusqu'à obtention de la hauteur de niveau souhaitée 18.
Afin d'éviter un collage de la matière artificielle sur les chevilles d'ajustage 15 et sur la surface 14 de la plaque de base, il est recommandé de poudrer ces surfaces avant la coulée avec un agent contenant un corps gras. '.On place alors le moule, ne formant qu'un tout, dans un four de chauffage et on l'y laisse à la temprature né- cessitée par la matière artificielle jusqu'à ce que le polyu- réthane se soit condensé "à fond" et qu'il soit ainsi amené à l'état souhaité d'élasticité semblable à celui du caoutchouc.
Dans l'exécution du second stade opératoire, à savoir la coulée et l'application du second corps élastique (fourrure 4') on opère de manière absolument similaire.
Comme on le voit par les figures 5 et 6, la jante 5 conjointement avec le corps élastique 4 qui s'y trouve et la bague de tôle 2 est placée après inversion en bloc vers le haut sur la plaque de base 11. Sur cette dernière on avait déjà au préalable centré la seconde bague de tôle 3 au moyen de la rai- nure 13 et on l'avait protégée d'une rotation par des chevilles d'ajustage 20. Entre les deux bagues de tôle 2 et 3 est insé- rée une bague d'écartement 21 qui crée entre les bagues ce tôle un espace intermédiaire dont la dimension détermine la tension préalable ultérieure des fourrures 4 et 4'.
On empêche une rotation réciproque des bagues de tôle par des boulons de tête 22. \Après que le centrage et le fixage de toutes les parties
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du moule ont été .:.insi effectués, en introduit alors dans les forages de la bague de tôle 2 et de la jante 5' un entonnoir de coulée 23 qui prend donc la place du boulon d'ajustage 15 anté rieurement utilisé (figure 2).
Les surfaces à réunir par adhérence sur métal sont naturellement aussi nettoyées et passées au jet de sable au pré- alable, comme il convient de le faire, 'les surfaces ne devant pas être réunies étant par contre traitées avec un agent contenant un corps gras. Le moule est prêt ainsi pour la coulée.
La coulée elle-même s'exécute exactement comme dans la première partie du procédé à partir de la poche 19. Après avoir retiré l'entonnoir de coulée 23, on place le moule comme déjà. décrit dans le four de chauffage ou étuve et on l'y laisse jusqu'à condensation "à fond" de la matière artificielle.
Après enlèvement de la plaque de base 1, des boulons d'ajustage et de la bague d'écartement 21, on peut alors achever finalement la fabrication du corps de roue par haubanage et che- village mutuels des bagues de tôle 2, 3, par le dépôt des cordons de soudure la et lb et montage ensuite du bandage de roue, tout ceci ayant fait l'objet d'une description détaillée dans le bre- vet principal.
REVENDICATIONS...
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The invention relates to a method and to an apparatus suitable for the manufacture of solid center wheels, in particular wheels of vehicles on rails, these wheels having furring having the elasticity of rubber, or elastic body. which are made of polyurethanes and are interposed in the flow of force between the wheel tire and the wheel hub and arranged according to the teachings of the main patent between a V-shaped rim attached to the tire of the wheel and two rings of identical sheet metal. ticks between them attached to the hub element of the wheel, these elastic bodies being connected by bonding to metal both with-
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the rim only with the aforementioned sheet metal rings.
According to the present invention, the basic proposition of the main patent is developed and improved in this sense. that we indicate a process which allows the manufacture of such wheels with a solid center and in particular the insertion of the elastic furs' considered in a particularly rational mode and without resorting to complicated equipment and delicate construction. Above all, presses and other expensive devices can be dispensed with in their acquisition and operation, which could not be done without in the production of the elastic furs known hitherto in natural or synthetic rubber, an operation in which we, as is known, the rubber-to-metal bond by vulcanization.
According to the invention, this result is achieved by casting a polyurethane supplied in a pourable form or an artificial material of the same kind, between the metal parts of the wheel body adapted to receive the elastic bodies, suitably prepared for use. advanced, in particular carefully cleaned on their surface, and then treating the wheel body with heat until the desired rubber structure of the elastic bodies is obtained. It is recommended in this circumstance to cast and heat treat each of the two elastic bodies (furs) mentioned above individually.
The implementation of the new process and the construction of the suitable casting device are particularly straightforward when the casting process is carried out with the wheel body lying in the horizontal plane. For this purpose, the casting process according to a special feature of the invention is advantageously carried out by applying the rim and the ring of sheet metal conjugated to the elastic body to be cast on a base plate corresponding to the outer surface of the elastic body n 'having no adjustable tension, fixing them on this plate by means of
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Adjusting ions, then filling by pouring, up to the desired level height of the elastic body, the free space between the base plate, on the one hand, and the rim as well as the sheet metal ring, on the other hand,
using liquefied polyurethane, and finally heat treating in a heating oven the mold together with the casting until so-called "deep" condensation of the artificial material.
After one of the two elastic bodies has been fitted in this way, it is recommended to fit the second elastic body by removing from the base plate the elastic body obtained, joined by bonding to metal with the rim and one of the metal rings, and by placing it with the elastic body facing upwards, on the base plate and the second sheet metal ring fixed beforehand on the base plate and screwing it to this sheet metal ring by inserting a spacer ring , in this case one of the centering bolts provided in the elastic body already cast being replaced by a pouring funnel, filling with liquefied polyurethane the free space existing between the base plate, on the one hand, and the rim as well as the sheet metal ring, on the other hand, up to the level height that we want to give to the elastic body,
and then heat treating the mold until “deep” condensation of the artificial material.
When thus the two elastic bodies (furs) are mounted and at the same time they are joined by gluing to the neighboring metal parts, then the elastic bodies are communicated with a preliminary tension which is relatively small per se; this preliminary tension is carried out in the simplest way according to the invention by eliminating from the cast assembly the already mentioned spacer ring, the thickness of which is related to the importance of the preliminary tension of the elastic bodies, and the two plates combined with the hub element are joined directly to each other by tightening the appropriate head bolts.
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Other details of the invention will be described with the aid of an exemplary embodiment of an apparatus suitable for implementing the new manufacturing process.
Figure 1 shows in longitudinal section a full center wheel made according to the main patent, the assembly of which is complete.
Figure 2 shows a cross section through the casting mold prepared for casting one of the elastic bodies (the lower one).
Figure 3 is a plan view of Figure 2.
Figure 4 shows the most important construction elements of the mold according to figure 2, in partial and perspective view, shown superimposed with a certain distance.
Figure 5 shows a cross section of the casting mold prepared in anticipation of casting the second elastic body (the upper one).
Figure 6 shows a plan view of Figure 5.
The full center wheel body shown in Figure 1 consists according to the main patent first of all of the hub element 1 and the so-called full center part which is formed here in main order of two identical sheet rings 2 and 3 , connected by adjusting pins 7 and a weld 7 ', these rings being joined by weld beads 1a and 1b to the hub element.
Attached to the wheel band 8 is a rim 5 constructed in the form of a V, which in turn has three drive eyelets 6 with borehole 6 ', eyelets which, by means of unassigned head bolts. shown, to be introduced into the bores 2a, 6 ', 2b, establish a direct connection between the rim 5 and the sheet metal rings 2, 3, so that the elasticity of the elastic bodies (furring) 4 and 4', which here consist of polyurethane or a similar artificial material having the elasticity of
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rubber and castable, is bridged. This exclusion of the elastic suspension is, as is known to be necessary, among other things in the turning of the wheel tire 8.
The casting of the elastic bodies (furs) on the appropriate metal surfaces takes place in a simple mold in which the parts of the wheel body adjoining the elastic bodies are at the same time the constituents of the mold, in two stages.
In the first stage, one of the elastic bodies, namely the one located at the bottom, is cast. The appropriate device is visible in Figures 2, 3 and 4. As shown in particular in Figure 2, the casting mold considered consists of an annular base plate 11, which has at 12 and 13 notches. ches in the form of grooves in which the V-shaped rim 5 and respectively one (2) of the two sheet metal rings attached to the hub body 1 (FIG. 1) engage by enclosing the mold.
In this way the aforementioned parts are mutually centered with exactitude by very simple measurements. The oblique surface designated by 14 of the base plate 11 constitutes the external delimitation for the elastic body to be coupled, designated by 4. In order to protect the parts mentioned from reciprocal rotation, adjustment pins are provided. 15 which are pressed through the openings in the drive tabs 6 and engage at the bottom of the holes in the base plate. These adjusting pins also produce, by behaving like a core, the bores in the elastic body which are recognizable in figure 1 to the right and left of the bore 6 '.
Before casting we clean with the greatest care: and pass'with a sandblast '- the surfaces 16 and 17 of the rim and ..., the sheet metal ring, and if necessary we treat them furthermore with an adhesive, for example an isocyanate glue, in order to further improve the value of the adhesion between metal and material
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artificial. The care with which this preliminary work is carried out is decisive for the durability and the adhesive strength of the union created between metal and artificial material.
After preheating the mold in a heating furnace or similar apparatus, the artificial material in a pourable form, based on polyurethanes, preferably the product available on the market under the trademark "Vulkollan" is cast without bubbles by means of pocket 19, until the desired level height is obtained 18.
In order to avoid sticking of the artificial material on the adjustment pins 15 and on the surface 14 of the base plate, it is recommended to powder these surfaces before casting with an agent containing a fatty substance. The mold, forming a whole, is then placed in a heating oven and left there at the temperature required by the artificial material until the polyurethane has condensed "at bottom "and thereby brought to the desired state of elasticity similar to that of rubber.
In carrying out the second operating stage, namely the casting and the application of the second elastic body (fur 4 '), we operate in an absolutely similar manner.
As can be seen from Figures 5 and 6, the rim 5 together with the elastic body 4 therein and the sheet metal ring 2 is placed after inversion en bloc upward on the base plate 11. On the latter the second sheet metal ring 3 had already been centered by means of the groove 13 and had been protected from rotation by adjusting pins 20. Between the two sheet metal rings 2 and 3 is inserted. re a spacer ring 21 which creates an intermediate space between the rings of this sheet, the size of which determines the subsequent preliminary tension of the furring strips 4 and 4 '.
Reciprocal rotation of the sheet metal rings is prevented by head bolts 22. \ After centering and clamping of all parts
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of the mold were.:. if carried out, then introduced into the bores of the sheet metal ring 2 and of the rim 5 'a pouring funnel 23 which therefore takes the place of the previously used adjustment bolt 15 (figure 2 ).
The surfaces to be joined by adhesion to metal are naturally also cleaned and sandblasted beforehand, as should be done, the surfaces not to be joined being, on the other hand, treated with an agent containing a fatty substance. The mold is thus ready for casting.
The casting itself is carried out exactly as in the first part of the process starting from the ladle 19. After having removed the pouring funnel 23, the mold is placed as already. described in the heating oven or oven and left there until "deep" condensation of the artificial material.
After removing the base plate 1, the adjusting bolts and the spacer ring 21, the production of the wheel body can then be finally completed by mutual guying and bracing of the sheet metal rings 2, 3, by the deposition of the weld beads 1a and 1b and then mounting of the wheel tire, all this having been the subject of a detailed description in the main patent.
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