<Desc/Clms Page number 1>
" Procédé d'assemblage par soudure et produits obtenus, notamment châssis pour matériel roulant de chemins de fer".
Jusque ce jour, les châssis pour matériel roulant de ohemins de fer et notamment les châssis de bogie sont fabriqués soit en acier laminé ou embouti, soit le plus souvent en acier moulé, pour des raisons de résistance.
On connaît notamment des procédés suivant lesquels un châssis de bogie est coulé d'une seule pièce, ce qui supprime les assemblages par boulons ou rivets,
Ces procédés présentent l'inconvénient d'exiger une place importante pour le chantier de moulage.
De plus, on est obligé de prendre de grandes pré- causions pour éviter que les noyaux de moulage, lesquels présentent forcément de grandes dimensions, s'opposent au retrait des pièces, ce qui provoquerait la formation
<Desc/Clms Page number 2>
de criques.
Enfin, la présence de nombreuses parties en sail- lies: plaques de garde, supports de suspension des sa- bots de frein, etc., augmente encore les difficultés de fonderie.
En résumé, cette fabrication est très délicate, coûteuse et demande une main d'oeuvre (mouleurs) très exercé e.
On connait d'autre part des châssis de bogies pour matériel de chemins de fer qui comportent un cadre principal en acier moulé ou laminé, dont les différents éléments (longerons, traverses intermédiaires) ainsi que divers accessoires, tels que plaques de garde, supports de bielles de suspension des sabots de frein, etc., sont assemblés par boulons et rivets.
Avec ces modes d'assemblage, les châssis se dis- loquent ou se déforment assez rapidement en service par suite des chocs violents et continus auxquels ils sont soumis. Ces déformations et dislocations, dont l'impor- tance s'accroît avec le temps, sont génératrices d'inci- dents dont les conséquences vont continuellement en s'ag- gravant .
En particulier, les déformations des plaques de garde provoquent un non-parallélisme des essieux et par suite une usure accentuée de ces plaques de garde, ainsi que des joues des coussinets; il en résulte également un échauffement exagéré des bottes à huile.
Ces divers défauts sont susceptibles d'affecter gravement non seulement les dépenses d'entretien, mais aussi la sécurité des voyageurs et du matériel.
La présente invention à pour but d'éviter ces divers inconvénients.
Elle a aussi pour but de créer une technique nou-
<Desc/Clms Page number 3>
velle dans l'assemblage par soudure en bout d'éléments métalliques.
L'invention concerne d'abord de façon générale un procédé d'assemblage par soudure en bout de deux élé- ments métalliques qui, assemblés, sont ou peuvent être à certains moments soumis au moins à deux efforts de nature ou de directions différentes, procédé caractérisé par ce qu'on oriente les lignes de soudure de manière que, quel que soit l'effort considéré, celui-ci tende à rapprocher les deux éléments le long des lignes de soudure, ces deux éléments se prêtant ainsi un appui mutuel le long de la ligne de soudure considérée.
Suivant un mode de réalisation, on oriente les li- gnes de soudure suivant des directions inclinées par rap. port à l'axe neutre longitudinal de la pièce constilcée par les éléments assemblés, ce qui permet de créer la ten- dance au rapprochement des deux éléments, même pour des efforts normaux à cet axe neutre.
Suivant une variante, on oriente certaines lignes de soudure suivant des directions inclinées par rapport à la section transversale des éléments assemblés.
L'invention concerne aussi un procédé d'assemblage par soudure d'éléments en nombre supérieur à deux, procé- dé caractérisé par ce qu'on oriente tes diverses lignes de soudure de manière que l'un des éléments prenne appui sur un second élément pour une catégorie d'efforts et sur un troisième élément pour une autre catégorie d'efforts.
Un autre prooédé conforme à l'invention est carac- térisé par ce qu'on fait varier la direction de la li- gne de soudure en fonction de la direction des efforts qui s'exercent sur les deux éléments assemblés au droit ' de cette ligne de soudure ?
L'invention concerne aussi un procédé de fabrica-
<Desc/Clms Page number 4>
tion d'un châssis pour matériel roulant de chemins de fer procédé caractérisé par ce qu'on coule séparément les divers éléments de ce châssis:
longerons, traverses, etc., puis on assemble ces divers éléments par soudure, que l'on facilite l'exécution des pièces de fonderie, on évite l'em- ploi de noyaux importante gênant le retrait et on réalise un ensemble homogène et résistant, etc., ce procédé per- mettant encore d'exécuter par moulage des éléments d'épais- seur plus faible, ce qui contribue à alléger le matériel tandis que, d'autre part, le recuit de normalisation né- cessaire pour la réduction des tensions internes de l'acier moulé, assure en même temps la régénération des portées du châssis modifiées par soudure.
L'invention concerne encore un procédé de fabri- cation de cassis pour matériel roulant de chemins de fer, caractérisé par ce qu'on fait venir d'une seule pièce de fonderie le châssis comprenant les deux longerons et les deux traverses d'extrémités, mais sans aucune partie en saillie ni partie creuse, puis on rapporte par soudure ces parties en saillie fabriquées séparément: plaques de garde, supports des bielles de suspension des sabots de :frein, etc., ce qui évite les criques, ainsi que les re- tassures et permet d'obtenir une résistance beaucoup plus grande pour un poids d'acier minimum.
Suivant une variante, on fait venir le cadre d'une seule pièce de fonderie afin de réduire les frais de mo- dèle compliqués, puis on rapporte sur ce cadre, par son- dure, toutes les parties usinées, telles que plaques de garde, après avoir usiné séparément ces diverses parties, ce qui supprime des manutentions coûteuses de pièces en- combrantes sur les machines-outils,
L'invention s'étend non seulement aux procédés pré- oédents, quels que soient d'ailleurs les moyens appliqués
<Desc/Clms Page number 5>
à leur mise en oeuvre, mais aussi à titre de produits industriels nouveaux, aux pièces de fonderie telles que châssis pour matériel roulant de chemins de fer, obtenus par ces procédés.
L'invention s'étend enfin à dtautres caractéristi- ques ci-après décrites et à leurs diverses combinaisons.
Des châssis de bogie pour matériel roulant de che- mins de fer conformes à l'invention sont représentés, à titre d'exemple, sur les dessins ci-joints, dans lesquels= - La fige 1 est une vue en plan de l'ensemble d'un châssis de bogie suivant l'invention.
- La fig. 2 est une demi-élévation de ce châssis.
- Les fige de 3 à 6 sont des coupes faites respec- tivement suivant les lignes de 3-3 à 6-6 de la fige 1.
- La fig. 7 est une vue en plan partielle montrant le détail A de la fige 1.
E Les fig. 8 et 9 sont des coupes suivant les li- gnes 8-8 et 9-9 de la fig. 7.
- Les fig, 10 et 11 sont deux vues partielles en perspective de deux éléments avant assemblage.
- La fig. 12 est une vue partielle de ces deux élé- ments assemblés.
- La fig. 13 est une vue en plan partielle montrant le détail B de la fige 1.
- Les fige de 14 à 16 sont des coupes suivant les lignes de 14-14 à 16-16 de la fig, 13.
- La fig. 17 est une vue en plan partielle montrant 1'assemblage 0 de la fige 1.
- Les fige @@ 18 et 19 sont des coupes faites res- peotivement suivant les lignes 18-18 et 19-19 de la fige 17.
@ La fig. 20 est une vue en plan partielle montrant le détail D de la fige 1.
<Desc/Clms Page number 6>
- Les fig, 21 et 22 sont des coupes suivant les lignes 21-21 et 22-22 de la fig. 20.
- La fig. 23 est une vue en plan partielle montrant en détail la zone E de la fig, 1.
- Les fig. 24 et 25 sont des coupes suivant les lignes 24-24 et 25-25 de la fig. 23.
- La fig. 26 est une vue en plan partielle montraht le détail 1 de la fig, 1.
La fig. 27 est une coupe suivant la ligne 27-27 de la fig. 26.
- La fig. 28 est une coupe suivant la ligne 28-28 de la fig. 27.
- La fig. 29 est une élévation partielle d'un élé- ment profilé montrant un autre mode d'assemblage suivant l'invention.
- Les fig, de 30 à 33 sont des coupes suivant les lignes de 30-30 à 33-33 de la fig. 29.
- La fig. 34 est une vue en plan correspondantàla fige 29.
- Les fig. 35 et 36 sont des coupes faites respeo- tivement suivant les lignes 35-36 et 36-36 de la fig. 33.
- La fig. 37 est une élévation partielle d'un autre élément profilé montrant un autre mode d'assemblage sui- vant l'invention.
- Les fig, de 38 à 41 sont des coupes suivant les lignes de 38-38 à 41-41 de la fig. 37.
- La fig. 42 est une vue en plan correspondant à la fige 37.
- Les fig. 43 et 44 sont des coupes suivant les lignes 43-43 et 44-44 de la fig. 37.
- La fig. 45 est une élévation analogue aux fig.
29 et 37, mais montrant un autre mode d'assemblage sui- vant l'invention.
- Les fig, de 46 à 49 sont des coupes suivant les
<Desc/Clms Page number 7>
lignes de 46-46 à 49-49 de la ,fig.45.
- La fig. 50 est une vue en plan correspondant à la fig. 45.
- Les fig. 51 et 52 sont des coupes suivant les lignes 51-51 et 52-52 de la fig. 45.
- La fig. 53 est une élévation analogue aux fig.
29, 37 et 45, mais concernant un autre mode d'assemblage suivant l'invention.
- Les fig. de 54 à 59 sont des coupes suivant les lignes de 54-54 à 59-59 de la fig. 53.
- La fig. 60 est une vue en plan correspondant à, la fige 53.
- La fig. 61 est une élévation analogue aux fig.
29, 37, 45 et 53, mais concernant un autre mode d'assem- blage suivant l'invention.
- Les fig. de 62 à 66 sont des coupes suivant les lignes 62-62 à 66-66 de la fig. 61.
- La fig. 67 est une vue en plan correspondant à la fig. 61.
- La fig. 68 est une élévation analogue aux fig.
29, 37, 45, 53 et 61 mais concernant un autre mode d'as- semblage suivant l'invention.
- Les fig. de 69 à 74 sont des coupes suivant les lignes 69-69 à 74-74 de la fige 68.
- La fig. 75 est une vue en plan correspondant à la fig. 68.
- La fig. 76 est une élévation analogue aux fig.
29, 37, 45, 53, 61, 68, mais concernant encore un autre mode d'assemblage suivant l'invention.
- Les fig. de 77 à 81 sont des coupes suivant les lignes de 77-77 à 81-81 de la fig. 76.
- La fig. 82 est une vue en plan correspondant la fig. 76.
- La fig. 83 est une élévation analogue aux fig.
29, 37, 45, 53, 61, 68,76, mais concernant un autre mode
<Desc/Clms Page number 8>
d'assemblage suivant l'invention.
- Les fig. de 84 à 88 sont des coupes suivant les lignes 84-84 à 88-88 de la fige 83.
- La fig. 89 est une vue en plan correspondant à la fig. 83.
- La fig. 90 est une élévation analogue aux fig.
29,37, 45, 53, 61, 68,76 et 83, mais concernant un autre mode d'assemblage suivant l'invention.
- Les fig. de 91 à 96 sont des coupes suivant les lignes 91-91 à 96-96 de la fig. 90.
- La fig. 97 est une vue en plan correspondant à la fig. 90.
- La fig. 98 est une vue en élévation d'un châssis de bogie conforme à l' invention, - La fig. 99 est une vue en plan de ce châssis.
- La fig. 100 est une coupe transversale suivant la ligne 100-100-100-100 de la, fig. 99.
- - La fig. 101 est une coupe transversale suivant la ligne 101-101 de la fig. 99.
- La fig, 102 est une vue en bout de la traverse extrême.
- Les fig. de 103 à 106 sont des coupes faites res- pectivement suivant les lignes de 103-103, 106-106 de la fig. 99.
- La fige 107 est une coupe transversale partielle montrant un détail d'assemblage.
- Les fig. de 108 à 110 sont respectivement une élévation, une coupe transversale et une coupe longitudi- nale d'un élément de châssis, montrant un autre mode d'as- semblage suivant l'invention.
Le châsse de bogie représenté sur les fig. de 1 à 28 comporte deux longerons 11-12 reliés à leurs extrémi- tés par les traverses d'extrémités 21-22, tandis que dans leur région médiane ces longerons sont entretoisés par les traverses médianes 31-32.
<Desc/Clms Page number 9>
D'autre part, orraque traverse mediane 31-32 est reliée à la traverse d'extrémité correspondante 21-22 par une traverse 41-42 qui supporte la timonerie de freins.
Les longerons 11-2 reçoivent les plaques de garde 51-2-3-4,venues de fabrication avec ces longerons 11-2
Conformément à la présente invention, on coule sé- parément les divers éléments du châssis; ces longerons 11-2 traverses 21-2' 31-2' 41¯2, puis on assemble ces divers éléments par soudure; les diverses zones de soudure sont repérées en A-B-C-D-E-F..., sur la fig. 1.
De cette façon, le moulage de chaque élément n'exi- ge que des noyaux de fonderie dont les dimensions sont réduites; ces noyaux se réduisent à des éléments prismati- ques destinés à ménager les parties creuses 6,7,8, 9, 10, 11, 12 (fig. 3,4,5,6) des parties profilées ou tubulaires 13,14,15,16 ;17,18.
On évite donc les noyaux de dimensions importantes qui seraient nécessaires et se trouveraient en 191 et 192 par exemple si le châssis était moulé t'un seul bloc; ce mode de réalisation permet de rendre plus facile l'exécu- tion des pièces de fonderie.
La suppression de ces noyaux importants permet donc au retrait de s'effectuer cansgêne, de qui évite les criques et permet de réaliser un ensemble homogène et plus résistant.
Les formes spéciales se rapportant aux amorces de liaison sont venues de fonderie, l'acier moulé se prêtant à l'exécution de tottes les formes de liaison.
On effectue, après soudure, l'opération de recuit nécessaire pour supprimer les tensions internes de l'acier moulé (recuit de normalisation), Cette opération de recuit assure alors simultanément la régénération des parties du châssis qui ont pu être modifiées pendant l'opéra- tion de soudure, On évite ainsi lez ruptures provoquées
<Desc/Clms Page number 10>
par les chocs provenant de la voie,
On peut, suivant une autre caractéristique de l'invention, constituer certaines parties du châssis, par exemple les traverses 41-2 de suspension de la timo- nerie de frein, en acier laminé.
Cela permet de réaliser une économie sur le prix de la matière. Dans ce cas, tous les supports et douilles d'articulation sont rapportés sur les traverses prévues en acier laminé.
Pour souder entre eux les divers éléments du chassie, on peut appliquer n'importe quel procédé de soudure en bout, chalumeau, arc électrique.
Toutefois, il est avantageux d'appliquer à l'as- semblage de ces divers éléments le procédé conforme à l'invention et ci-après décrit, ce procédé tenant compte des efforts auxquels est soumis, en service normal, le châssis de bogie.
D'une façon générale, on oriente les lignes de soudure de manière que, quel que soit l'effort considéré, celui-ci tende à rapp@@cher les deux éléments le long d'une des lignes de soudure, ces deux éléments se prê- tant ainsi un appui mutuel le long de la ligne de sou- dure considérée.
Si l'on considère, par exemple, la zone de sou- dure A (fig. 1, 2 et de 7 à 12), la ligne de soudure 20 qui assemble le longeron 11 à la traverse d'extrémi- té 21, affecte la forme d'une ligne brisée gauche.
Cetteligne de soudure 20 présante des parties 201- 202 qui sont disposées suivant les ailes 211-2 de la membre (constituant le longeron 11 ou la tra- verse d'extrémité 21) et qui sont inclinées relativement à l'axe neutre X1 X'1 X"1 de cette membrure (fig. 7).
La ligne de soudure présente encore une partie
<Desc/Clms Page number 11>
22 qui est disposée suivant l'âme verticale 23 du longe- ron 11 ( ou de la traverse 21) et qui est inclinée re- lativement à l'axe neutre X2, X'2, X"2 (fig. 8 et 9).
Enfin, la ligne de soudure présente des parties 24.-24,, qui sont disposées longitudinalement dans l'âme verticale 23 et forment appui mutuel des ailes 211212 sur l'âme 23.
Les fig. de 10 à 12 montrent les deux éléments (longeron 11, traverse d'extrémité 21) respectivement avant et @près soudure.
Cette zone de soudure Z se comporte de la façon suivante lorsque le châssis de bogie est en service ;
Au moment d'un freinage, les sabots de frein exer- cent des efforts ? 1 F2 (fig. 2 et 8) sur les supports 25 des bielles de suspension des sabots de frein solidai- res de ka traverse d'extrémité B1. Ces efforts F1-2 dé- terminent un moment de flexion 111 ,ou 112 dans la zone A soudée.
Ce moment de flexion Il 1 ou 112 tend à rapprocher les doux éléments 11 21 suivant les lignes de soudure longitudinales 202 ou 201, respectivement (fig. 12).
De plus, les efforts tranchants résultants T 1 T2 tendent à rapprocher les deux éléments 11 21 suivant la ligne de soudure 22, et suivant les lignes de soudure 2401-242.
D'autre part; les efforts dûs aux mouvements de lacet qui s'exercent par 1'intermédiaire des plaques de garde, déterminent des coupes de torsion J1-2 (fig. 4), qui tendent à rapprocher les deux éléments 11 21 suivant les lignes de soudure 201-202 (fig. 7,8 et de 10 à 12).
Les diverses parties de la ligne de soudure 20 (fig. 8) assurent donc la résistance aux moments de flexion provenant de l'effort de freinage sur les supports de sus- pension des sabots de frein ; la résistance aux moments de
<Desc/Clms Page number 12>
torsion provoqués par les mouvements de lacets sur les plaques de garde et à la combinaison de ces divers efforts.
La traverse d'extrémité 2 (fig, de 13 à 16) est reliée à la traverse 41 support de la timonerie de frein par des lignes de soudure 261-2 qui sont dis- posées suivant les âmes verticales 271-2 de cette traver- ee de suspension 41 et qui sont inclinées par rapport à l'axe neutre de ladite traverse 4 .
1
Ces lignes de soudure 261 coopèrent avec les li- gnes de soudure 281-2 disposées longitudinalement et avec des lignes de soudure 291-2 disposées suivant les ailes horizontales 30 1-2 de la traverse 4 , 1 et ces lignes de soudure 29 sont inclinees par rapport à l'axe neutre
1-2 de la traverse 4 ;
Comme dans le cas précédent, ces lignes de sou- dure 261-2' 281-2', 291-2 permettent à la traverse 2 de tête et à la traverse 41 de suspension de la timo- nerie de frein, de se prêter un appui mutuel lors des efforts de freinage.
Notamment, les lignes de soudure 261-2 permet- tent à la traverse 4 de servir de base d'appui à la traverse de tête 21 lorsque l'effort tranchant est dû à l'effort F2 (fig. 2 et 8) qui s'exerce sur les sup- ports 25.
D'autre part, lorsque la traverse de tête 21 est soumise à l'effort 11 (provenant de l'action de la timonerie de frein sur le support 31), ces deux éléments sont appliqués l'un sur l'autre par ces efforts 11 sui- vant les lignes de soudure 261-2' 29 1-2
L'inclinaison des lignes de soudure assure la ten- dance au rapporchement des deux éléments 21' 4 l'un vers l' autre.
<Desc/Clms Page number 13>
De plus, lors du freinage, il y a coopération entre les trois éléments suivants: longeron 1 ou 1 ; traverse
1 2 de tête 2 , traverse 41 de suspension de la timonnerie de frein sous les efforts F1, F2, 11ù
Lorsque la réaction des sabots de frein s'exerce sui- vant F1 (fig. 2 et 8), la traverse de tâte 21 prend appui sur le longeron 11, comme expliqué précédemment.
Au contraire, lorsque l'effort de freinage s'exerce suivant F2 (fig. 2,3 et 14), la traverse de téta 21 pEend appui sur la traverse 41 de suspension de la timonnerie de frein.
Autre ment dit, grce à l'inclinaison en sens ihverse des lignes de soudure 22, 261- disposées respectivement suivant l'ûme verticale du longeron 11 et suivant les âmes verticales de la traverse 41, la traverse d'extrémité 21 prend appui soit sur le longeron 11, soit sur la traverse de suspension 41 suivant que l'effort sur les sabots de freins s'exerce dans un sens ou dans l'autre (vers le bas ou vers le haut).
La traverse 41 de suspension de la timonerie de frein assemblée à la traverse de tête 21 par les lignes de soudu- re telles que 261 (fig. de 13 à 16), est assemblée d'autre part à la traverse médiane 31, (fig. 1) par des lignes de soudure 321-2' 331-2'341-2 (fig. de 17 à 19).
La traverse 41 de suspension de la timonerie de frein se trouve donc supportée par deux groupes de lignes de sou- dure inclinées, l'une entre cette traverse 41 et la tra- verse de tête 21, l'autre entre ladite traverse 41 et la traverse médiane 31, sous le poids des organes de suspen- sion, tels que timonerie de freins.
Ces iverses lignes de soudure s'opposent à la des- cente de la traverse 41 de suspension de la timonerie de frein.
On peut réaliser la soudure soit avec deux chanfreins (fig. 19) - cordon de soudure 332-soit avec un seul chan- frein (cordon de soudure 331 ). Dans ces deux cas l'extré-
<Desc/Clms Page number 14>
mité de l'âme verticale 351 352 sert d'appui à l'extré- mité de l'aile horizontale 361, 362.
Las autres éléments du châssis de bogie sont assem- blés d'une manière zn@logue à celle décrite ci-dessus:
Les fig. de 20 à 22 montrent notamment les assembla- ges par soudure 371, 372 entre la traverse de tête 22 côte dynamo, et l'autre traverse 42 de suspension de la timone rie de frein; comprenant comme précédemment des parties inclinées 381-2-3-4,
Les fig. de 23 à 25 montrent les assemblages entre la traverse de tête 22 côté dynamo, et le longeron 12; ces assemblages donnent des avantages analogues à ceux des fim de 7 à 9.
Enfin, les fig. de 26 à 28 montrent les assemblages entre la traverse intermédiaire 31 et le longeron 12.
Ces assemblages présentent eux aussi des lignes de soudure 39,40 inclinées.
D'une aqon générale, dans les procédés d'assemblage ci-dessus décrits, la traverse d'extrémité 21 prend appui soit sur le longeron 11, soit sur la traverse de suspension
41 suivant que l'effort sur les sabots de freins s'exerce dans un sens ou dans l'autre (vers le bas ou vers le haut).
Dane certains cas, on oriente les lignes de soudure suivant des directions telles que chaque ligne de soufre se rapproche d'une direction normale à l'effort considéré.
Lorsque les éléments assemblés doivent supporter des efforts tranchants (longeron 11, traverse d'extrémité 2, traverse 4 1 de suspension de la timonerie de frein), on ' oriente les lignes de soudure suivant des directions incli- nées, en sens inverse par rapport à l'axe neutre: des élé- ments assemblés, ce qui permet notamment de créer la ten- dance au rapprochement des deux éléments pour des efforts normaux à cet axe neutre.
Si l'on considère la combinaison à trois élénents longeron 11, traverses 21, 41, on oriente les diverses li
<Desc/Clms Page number 15>
gnes de soudure de manière que l'un des éléments prenne appui sur un second élément pour une catégorie d'efforts autre et sur un troisième élément pour/une catégorie d'efforts.
Dans la plupart des cas ci-dessus, on fait varier la direction de la ligne de soudure en fonction de la di- rection des efforts qui s'exercent sur les deux éléments assemblés au droit de cette ligne de soudure.
On remarque encore, notamment sur les fig, de 10 à 12 que la ligne de soudure 201,241,22, 242,202 ne coupe qu'un seul point 101-2 d'une section droite quelconque S1-2 des éléments assemblés 11,2 IL . Par suite le cordon de soudure ntoocupe qu'une faible partie de cette section droite, l'ensemble conserve donc dans toute son étendue des sections transversales de nature homogène et sans so- lution de continuité.
Les procédés précédents sont plus particulièrement intéressants pour l'assemblage par soudure en bout d'élé- ments de châssis de bogie. On peut cependant appliquer ces procédés à la fabrication d'un ensemble métallique quelcon- que comportant des éléments tubulaires ou profilés.
On peut apporter de nombreuses modifications clans la disposition et la forme des lignes de soudure sans sortir pour cela du cadre de l'invention.
Les fig, de 29 à 97 montrent divers modes drassem.- blage conformes à l'invention.
La ligne de soudure 41 qui assemble les deux éléments 42-43 (fig. 29 et 30) présente des plans inclinés. 41 , 412, 41
Dans l'exemple des fig. de 37 à 44, la ligne de sou- 44 présente des parties 441-2 disposées longitudinale- ment et des parties @43-4 disposées transversalement.
Ces diverses lignes de soudure, assurant la ten- danoe au rapprochement des éléments assemblés 45,46 pour des efforts longitudinaux ou transversaux.
La ligne de soudure 47 des fig, de 45 à 52 présente dans un même plan plusieurs parties inclinées 471, 472.
<Desc/Clms Page number 16>
Il en est da même pour la ligne de soudure 48 présentée sur les fige de 53 à 60.
Dans ce cas des fig. de 61 à 67,'la ligne de sou- dure 49 présente suivant le même plan des parties 491-2-3 4 inclinées comme dëcrit précédemment. Dans le même ordre d'idées, on peut donner à la ligne de soudure 50 (fig. de 68 à 75) une forme en zigzag.
On peut aussi associer, dans le même plan (fig. de 76 à 87 ) des lignes de soudure transversales 51 1-2 soit à une ligne de soudure 52 en aro (fig. de 76 à 82), soit à une ligne de soudure 53 en V (fig. de 83 à 89).
On peut également donner à la ligne de soudure la forme et la disposition représentées sur les fig, de 90 à 97.
Cette ligne de soudure 54 présente notamment : a) Une partie horizontale 541 servant d'appui mutuel aux deux éléments assemblés 55, 56, s'appuyant par ailleurs sur des points d'appui 551 (552), ce qui assure la résis- tance à l'effort tranchant.To. b) Des parties inclinées 542-3 assurant une diminu- tion de la section de soudure soumise aux efforts tranchants To, provenant de l'effort vertical V et de l'effort hori- zontal T 10 (fig. 95). Ce dernier provient, dans le cas d'un châssis de bogie, du déplacement transversal de la traverse danseuse lors du freinage ; les lignes inclinées permettent également de soulager la soudure soumise à l'effort Z de compression longitudinale. c) Une partie 544 en forme de W résistant avanta- geusement aux efforts de traction L1.
L2 provoqués par le moment de flexion dû à l'effort To et permettant aussi de résister à l'effort de torsion N X U et à l'effort transversal J (l'effort de freinage N sur le support de suspension 561 de la travarse danseuse provoque un effort de torsion J , J10 sur lestraverses intermédiaires 31-2). d) Une partie 545 en forme de V résistant avantageu- sernent au moment de torsion N X U ou T10 at à l'effort de
<Desc/Clms Page number 17>
compression K. Celui-ci est dû à la flexion provoquée par l'effort vertical V provenant de la charge de la caisse du véhicule sur les bielles de suspension de la traverse dan- seuse, placée entre les deux traverses médianes 31, 32.
L'invention s'étend à titre de produits industriels nouveaux aux châssis de bogie ci-dessus décrits fabriqués suivant les procèdes de l'invention.
Elle s'étend aussi aux éléments intermédiaires ( re- présentés par exemple sur les fig. de 10 à 12) préparés pour l'assemblage, et notamment à : a) 'Un-élément profilé en acier moulé ou laminé pr,é- sentant des parties en attente de soudure, disposées 'sui- vant les ailes horizontales et inclinées par rapport à 1 'axe neutre. b) Un élément profilé présentant des parties en 'at- tente de soudure disposées suivant une âme verticale et inclinées par rapport à la ligne moyenne. c) Un élément profilé présentant des parties en at- tente de soudure disposées longitudinalement mais décalées ou étagées les unes par rapport aux autres.
En réswné les diverses caractéristiques ci-dessus décrites concernent des procédés de soudure diminuant la fatigue du cordon de soudure.
Un châssis de bogie fabriqué suivant ces procédés est constitué de traverses et de longerons coulés sépa- ' rément mais avec leurs accessoires (plaques de garde, sup- ports, d'axe, etc.) venus de fonderie.
Dans le procédé ci-après décrit, le cadre du châssis (longerons et traverses d'extrémité) est fabriqué d'une seu- le pièce de fonderie, mais sans aucun accessoire. Ceux-ci sont, suivant l'invention, rapportés par soudure.
Le procédé de soudure utilisé peut être quelconque mais il est avantageux d'appliquer le procédé ci-dessus conforme à l'invention.
Le châssisde bogie, présentant ces caractéristiques
<Desc/Clms Page number 18>
et représenté sur les fige de 98 à 110, comporte d'abord un cadre IOI, venu de fabrication d'une seule pièce en acier coulé. Ce cadre comprend les deux longerons 1011-<2 les daux traverses d'extrémité 1021-2'mais il ne compor- te ni les parties en saillie telles que plaques de garde
1051-2' ni les éléments tels que traverses 1041-2 de sus- pension de la timonerie de frein, comportant elles-mêmes des parties en saillie.
Toutes les parties qui ne sont pas venues de fonde- rie sont alors rapportées après soudure sur le cadre 1 ; on soude alors sur le cadre 1 les divers éléments suivant:
Les traverses medianes 1031-2',les traverses 1041-2 de suspension de la timonerie de frein, les supports de bielles de suspension des sabots de frein 1251, 1252, fixés respectivement sur les longerons 1011-2 et les traverses extrêmes 1011-24 les plaques de Farde 1051-2'les cuvettes des ressorts de suspension 108, le support de suspension
109 de la dynamo.
Les divers cordons de soudure sont bien visibles sur les fig. 98, 99, 101, 105, 100, notamment en 1101-2 1111-2' 11121-2' 113, 114.
Avant de procéder à l'assemblage par soudure de ces divers éléments sur le cadre 1, on usine les parties sui- vantes:
Portées de glissenent de plaques de garde 1051-2' portées de tourillonnenent des supports 125 , 125 , cuvet- 1 2 tes de ressorts de suspension 108, etc.
Ce pro cédé permet de supprimer les criques et retas- sures dues au retrait, à la jonction du cadre 1051-2' car ces divers éléments n'entravent pas le retrait du cadre après sa coulée. Ce procédé permet donc de diminuer les rebuts, et de donner à l'ensemble une résistance beaucoup plus grande pour un poids total d'acier réduit au minimum.
De plus, le procédé réduit les frais de modèles (pièces moulées ou les frais d'outillage (cas des pièces embou- ties). Le cadre IOI peut en effet présenter la forme d'un
<Desc/Clms Page number 19>
simple profil d'épaisseur régulière.
Le procédé permet aussi d'éviter les inconvénients tels que formation de criques, obtention d'une résilience ou d'un allongement moindres dans le sehs transversal au laminage que l'on constate sur les châssis de bogies en acier embouti.
Les divers éléments rapportés tels que plaques de garde 105 1-2 sont exécutés séparément en acier moulé en acier laminé. Dans les deux cas la fabrication est plus économique que si on fait venir ces éléments d'une seule pièce avec 'le châssis 101,
Par ailleurs, l'usinage préalable des plaques de garde, des parties des divers supports, etc., supprime des manutentions coûteuses de pièces importantes sur les machines-outils; avec les procédé ci-dessus,il n'est, en 4 effet, plus nécessaire de transporter le cadre 1 complet sur les machines-outils en vue d'usiner ses diverses par- ties.
Le pro cédé de l'invention permet encore, de consti- tuer les plaques de garde de la façon suivante:
Chaque plaque de garde 1051 est reliée au longeron 1011 par deux joues (fig. 98, 100) disposées longitudina. ment par rapport au longeron et par une autre joue trans- versale 117. De cette façon, ondonne à la jonction 118 une résistance mécanique bien supérieure, cette jonction 118étant renforcée par la joue transversale.
L'ensemble de la plaque de garde 1051 d'une seule pièce en acier -noulé ou laminé rapportée, permet donc de résister avantageusement aux efforts F dus aux oscillations de lacets des véhicules et à l'effort P provenant du frei- nage brutal du véhicule.
On évite ainsi toute déformation de la plaque de gar- de 105 sans atténuer la résistance du longeron 101 1-2' .
Pour réaliser l'assemblage correct du cadre 101 et des parties préalablement usinées, on utilise l'outil- lage conforme à l'invention, ei-ppeés décrit:
<Desc/Clms Page number 20>
Un support général 119 porte des prolongements 11912 qui servent d'appui aux parties faciles à souder sur le cadre 101, par exemple, les portées des cuvettes 108.
Le support général 119 présente d'autre part des supports élémentaires 1201-2 qui supportent les diverses parties à souder.
Notamment les supports 1201 des plaques de garde 105 1 enveloppent ces plaques de garde en formant gabarit (fig. 98,99,100).
Les supports 1202-3 (fig.99) affectés par exemple aux supports 125 , 1252 des axes de suspension des sabots de freins, sont munis d'axes ou mandrins 1212-3 qui tra- versent les douilles 1223-3 de ces supports 1251, 1252.
En résumé, les prolongements 119,du support général prennent appui sur des parties du châssis 108 préalable- ment, usinées, tandis que les supports élémentaires 120 supportent les parties à souder par leurs surfaces préa- lablement usinées, de telle sorte qu'après soudure toutes les parties usinées se trouvent à leurs cotes définitives.
De même les diverses douilles 1301-2-3 ménagées sur la traverse 1041-2 pour la suspension de la timonerie de frein, sont supportées par des mandrins 1224-5-6 portés eux-mêmes par les supports 120 4-5-6 de l'outillage.
Enfin, le support 1207de l'outillage reçoit des mandrins 1217 qui supportent les attaches 131 de la tra- verse danseuse (fig. 101).
Lorsque les divers éléments du châssis sont montés sur le support d'outillage 119, 1191, 1201-2-3-4-5-6on interpose des cales de réglage 1251, 1234, 1241 (fig.
99, 105, 107) en clinquant entre le cadre 101 et certains élémonts tels que les traverses 1031-2' 1041-2'Ces cales 1231, 1341 dont on peut faire varier l'épaisseur, permet- tent de rattraper les jeux dus aux inégalités de fabrica- tion.
Le type de soudure utilisé pour l'assemblage des di- vers éléments peut être quelconque.
<Desc/Clms Page number 21>
Cependant, pour certaine éléments, tels que supports 125 1-2 des sabots de freins, on prévoit avantageusement des lignes de soudure 135 ( fig, de 108 110) inclinées par rapport aux efforts appli- qués en service sur ces éléments.
On diminue ainsi la réaction sur le cordon de soudure.
La présente invention s'étend non seulement aux procédés et outillages décrits, mais aussi, à titre de produits industriels nouveaux, aux châssia pour matériel roulant obtenus à l'aide des procédés précédents.
Elle s'étend notamment à un châssis de maté- riel roulant qui comporte l'une ou l'autre des carac- téristiques suivantes a) un cadre (101), formé par les longerons 1011-2 et les traverses d'extrémité 1021-2' venu d'une seule pièce de fonderie sans aucune partie en saillie, et sur lequel sont assemblés par soudure les parties en saillie plaques de garde 1051, supports 1251 1252 des bielles de suspensions des sabots de freins, etc... b) un cadre 101 (suivant a) sur lequel sont assem- blées par soudure les parties telles que plaques de garde 1051-2 préalablement usinées ; o) un cadre 101 (suivant a) comportant des cales 1231 interposées entre les parties soudées.
L'invention s'étend également à un châssis oom- portant des plaques de garde 1051 rapportées par soudure sur le cadre 101, chaque plaque de garde présentant deux joues 116, soudées au châssis, disposées longitudinalement, ce qui, sans majoration de poids, augmente le moment résistant de cette plaque de garde aux efforts longitu- dinaux dûsau freinage et aux efforts transversaux dûs
<Desc/Clms Page number 22>
aux mouvements de lacets.
L'invention concerne aussi un châssis dans lequel certaine éléments en saillie tels que supports des bielles de suspension des sabots de freins 125 1 1252 sont soudés aux châssis suivant des lignes de soudure 135, inclinées par rapport aux efforts appliqués en service sur ces éléments, ce qui diminue la réaction sur le cordon de soudure.
L'invention s'étend aussi aux éléments intermé- diaires entrant dans la fabrication des châssis précé- dents et notamment : à un châssis nu préposé pour rece- voir par soudure les accessoires tels que plaques de garde 1051-2'
REVENDICATIONS
1 - Procédé d'assemblage par soudure en bout de deux éléments métalliques qui, assemblés, sont ou peuvent être à un certain moment, soumis au moins à deux efforts de nature ou de directions différentes, procédé caractérisé par ce qu'on oriente les lignes de soudure de manière que, quel que soit l'effort consi- déré, celui-ci tende à rapprocher les deux éléménts le long d'une des lignes de soudure, ces deux éléments se prêtant ainsi un appui mutuel le long de la ligne de soudure considérée.
2 - Un mode de réalisation caractérisé par ce qu'on oriente les lignes de soudure suivant des direc- tions telles que chaque ligne de soudure se rapproche d'une direction normale à l'effort considéré.
**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.