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Roués moulées pour matériel roulant.
La présente invention concerne des roues moulées pour matériel roulant (chemins de fer et tramways) du type comportant un noyau ou corps de roue composé d'un moyeu, de rayons et d'une jante coulés en une pièce, ainsi qu'un bandage ou surface de roulement séparée, montée ou fixée sur la jante.
On sait que les roues moulées de ce type, notamment lorsqu'elles servent comme roues motrices de locomotive, présentent dans la pratique certains inconvénients inhérents, parmi lesquels on peut citer une durée utile limitée en ce qui concerne la résistance aux efforts élevés dus à la charge et au couple moteur important développé lors du roulage.
Il arrive fréquemment que les rayons se rompent au point de jonction avec la jante, ce qui est dû principalement au refroidissement inégal des rayons et de la jante, généralement
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pleins, lors de la coulée initiale du noyau.
La ségrégation, et l'affaiblissement qui en résulte, du métal en cet endroit, peuvent occasionner la rupture de la pièce affaiblie, sous l'effort moteur. En outre, la charge et les efforts agissant sur la jante peuvent provoquer une déviation des rayons, ce qui impose des travaux d'entretien après un service relativement court.
De plus, de telles roues présentent un poids superflu, afin de résister aux efforts et tensions dûs au roulage; en outre, elles donnent lieu à certaines difficultés dans la fonderie en ce qui concerne l'obtention de moulages propres et sains.
L'invention vise principalement à réaliser un noyau perfectionné, durable et efficace pour roues du type précité, notamment des roues de locomotive, noyau présentant la caractéristi- que favorable d'un poids notablement réduit par rapport à celui des roues moulées actuelles, cela sans sacrifier la résistance propre requise pour supporter les efforts et tensions engendrées lors du roulage.
L'invention vise en outre à établir un noyau de roue moulée à rayons d'une conception qui facilite les opérations de moulage,avec suppression des parties du noyau qui peuvent donner lieu à une ségrégation ou un affaiblissement par solidification inégale, avec le risque dune rupture ultérieure de la section affaiblie.
Partant de là, l'invention prévoit un noyau de roue moulée destinée au matériel roulant et comprenant un moyeu, des rayons évidés longitudinalement et partant radialement de ce moyeu, et une jante faisant corps avec les rayons et présentant des tronçons périphériques évidés s'étendant entre les rayons.
L'évidement des rayons et de tronçons de la jante réduit notablement le poids; néanmoins, un tel noyau résiste à des efforts plus élevés que ceux qui se présentent en fonctionnement normal, cela sans déformation ou déviation permanente, et sans
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que la limite d'élasticité ou d'allongement de la matière soit dépassée. De plus, grâce à l'évidement des rayons et de la jante on obtient aisément des moulages propres et sains.
Accessoirement et grâce à la construction plus ouverte du noyau de roue, on obtient un meilleur accès aisé aux organes qui, dans les unités de matériel roulant, notamment les locomotives, sont situés entre les noyaux de roues et nécessitent un graissage et/ou un réglage périodiques.
Dans¯ un système perfectionné, chaque rayon présente une section transversale évidée ou sensiblement en U, les bords des rayons convergeant du moyeu vers la jante.
Les bords extérieurs des côtés des rayons en auge et les bases ou parties qui réunissent ces 'côtés convergent également du moyeu vers la jante, de telle façon que ces côtés se confondent avec cette dernière en interrompant l'auge de la jante, déterminant ainsi un évidement ou creux périphérique entre chaque deux rayons voisins.
L'invention sera mieux comprise par la description ciaprès relative aux exemples de réalisation représentés dans les dessins annexés où :
La fig. 1 est une élévation latérale d'un noyau de roue moulée pour matériel roulant ferroviaire, une partie étant bri- sée aux fins d'une meilleure représentation.
La fig. 2 est une élévation latérale de la roue selon la fig. 1 vue du côté opposé.
La fig. 3 est une coupe sur la ligne III-III de la fig.l.
Les fig. - et 5 sont des détails fragmentaires de la roue selon les fig. 1 à 3.
Les fig. 6.et 7 sont des coupes fragmentaires de détails sur les lignes VI-VI et VII-VII de la fig. 2.
La fig. 8 est une élévation latérale partiellement en coupe d'un noyau moulé de roue motrice de locomotive.
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Les fige 9 et 10 sont des coupes sur les lignes IX-IX et XèX de la fige 8.
Les fige 11 et 12 sont des coupes transversales d'un rayon sur les lignes XI-XI et XII-XII de la. fige 10.
La fige 13 est une coupe transversale sur la ligne XIIIXIII de la jante du noyau de roue selon la fige 8.
La fige 14 est une vue de détail en coupe sur la ligne XIV-XIV de la fige 8.
Les fige 15 et 16 sont des vues fragmentaires de détails de la roue selon la fige 8.
Dans les fige 1 à 7, la référence ? désigne généralement le noyau de roue comportant un moyeu central 6 convenablement alésé pour recevoir un arbre (non montré), une jante 7 et des rayons 8 partant radialement du moyeu 6 et aboutissant à. la jante 7.
Le noyau composé du moyeu 6, de la jante 7 et des rayons 8 est coulé en une pièce en fer ou en acier moulés en coquille ou malléables et répondant à la spécification requise.
Les rayons 8 présentent une section en auge ou en U, l'espace renfermé dans chaque rayon 8 formant lui évidement longitudinal désigné par 11, la. face interne 12 du rayon étant sensiblement parallèle à sa face extérieure 13.
La base ou âme 14 qui réunit les côtés ou ailes 15 du rayon est cintrée ou arrondie, ces ailes étant inclinées l'une par rapport à l'autre depuis la base 14 jusqu'aux bords extérieurs, lesquels sont arrondis ou boudinés en 16 (fig.6 et 7).
Les rayons 8 vont en se rétrécissant uniformément du moyeu 6 vers la jante 7, cette convergence concernant tant les côtés 15 que la base 14 et les bords boudinés 16.
Des ailes ou flasques parallèles 17, faisant corps avec la jante 7 et les rayons 8 font saillie vers l'intérieur en partant de la jante (fig. 3, 4 et 5)-
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Les bords des flasques 17 sont arrondis ou boudinés en 18. Les deux flasques parallèles et la partie de la jante qui fait corps avec eux et qui s'étend entre deux rayons voisins déterminent un tronçon 19 en auge de grande résistance, qui peut être aisément obtenu par moulage.
Le noyau de roue motrice de locomotive selon les fig.
8 à 16, désigne généralement par 20, est exécuté par moulage en une pièce, en acier conforme à la spé-cification voulue.
Ce noyau présente un moyeu central alésé 6, une jante 7 et des rayons 8 de forme convergente qui vont s'amincissant du moyeu vers la jante.
Les rayons 8 présentent une section en auge ou en U, des congés arrondis 10 étant prévus dans la zone de rencontre des rayons et de la jante, zone analogue à celle qui existe dans les rayons et la jante du noyau selon les fig. 1 à 7.
Des flasques 17 qui s'étendent entre rayons voisins en déterminant de robustes tronçons d'auge 19, font corps avec la jante 7 et les rayons 8.
Les rayons en auge présentent des ailes divergentes 15 reliées par des âmes cintrées 14; l'espace ou évidement désigné par 11 et compris entre les ailes s'étend dans le sens longitudinal du rayon du moyeu 6 à la jante 7, comme dans le noyau décrit plus haut.
Les creux 11 sont légèrement élargis en 21, aux extrémités intérieures des rayons, où ils sont séparés par des nervures 22 radiales par rapport au moyeu 6.
Le moyeu 6 présente une extension 23 munie d'un alésage parallèle à l'axe du noyau, situé à une distance radiale approprié de cet axe et destiné à recevoir un bouton de manivelle (non montré).
Le contrepoids est constitué par un caisson 24 venu de fonderie avec le noyau, ce caisson étant disposé à l'intérieur de la jante 7 et présentant des parois espacées 25 et 26 et
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une paroi 27 disposée en corde. Le caisson formant contrepoids s'étend entre deux rayons désignés par 8a et 8b. Des nervures 28, qui traversent radialement ce caisson,constituent les prolongements des rayons situés entre les rayons 8a et 8b.
Ces nervures divisent le caisson 24 en compartiments désignés par 29. Les orifices 30 laissés dans les parois 25 et 26 par les tiges ou les supports de noyaux de moulage peuvent être obturés par des plaques 31.
Un bandage ou surface de roulement, à. boudin, est emmanché à chaud et fixé sur la. périphérie des noyaux de roue décrits ci-dessus, pour compléter une roue porteuse pour wagons à voyageurs ou à marchandises ou une roue motrice de locomotive, selon le procédé courant.
Grâce à sa forme en auge, chaque rayon 8 offre la. résistance requise, tout en étant exempt de métal superflu, d'où allégement du rayon, tandis que la jante est aussi sensiblement allégée grâce à sa forme creusée ou évidée entre les rayons, la résistance requise aux efforts de roulage étant assurée par la partie pleine ou base 32 des tronçons 19.
Dans les exemples pratiques décrits ci-dessus, les tron- çons de jante 19 sont à section en auge, à coins ou congés arrondis; cependant, et selon les dimensions ou les nécessités, l'auge entre les ailes 17 peut former une courbe continue de façon à présenter une section en U.
Accessoirement, le fait que les creux 11 des rayons s'étendent jusque dans le moyeu, ainsi que l'évidement de la. jante, éliminent les zones de plus grande épaisseur ou étendue qui se présentent normalement à la jonction des rayons avec le moyeu et la jante, supprimant ainsi la formation de point de moindre résistance lors du refroidissement.
De plus, cette construction permet de réaliser un mou- lage sans défauts.