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"Roue à double disque"
La présente invention est relative aux roues de trucks de chemina de fer, en particulier aux roues à bou- din de petit diamètre, utilisées dans les véhicules de mine ou berlines et dans des véhicules du même genre.
Le système de roue selon l'invention comporte une jante avec disque, serrée sur un moyeu avec disque, de manière à former une roue à double disque se montant sur un essieu ou un axe court.
La roue selon l'invention comporte deux disques assez éloignés l'un de l'autre qui transmettent la pression exer- cée sur le boudin par le rail directement à des paliers antifriction, assez éloignés l'un de l'autre, montés dans le moyeu de la roue.
Dans le système de roue selon l'invention, la jante est fixée sur le moyeu par emmanchement à la presse sui-
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vant deux jeux de surfaces cylindriques coopérants assez éloignés l'un de l'autre.
Dans la roue à double disque du type ci-dessus, un disque faisant partie intégrante du moyeu s'adapte à fric- tion dans la jante du côté de celle-ci portant le boudin, la poussée en bout sur le moyeu étant supportée par le boudin qui vient au contact du rail et tendant à serrer l'emmanchement en coin entre le disque et la jante.
La roue est faite de fagon que l'on puisse munir une roue usée de nouvelles surfaces d'usure à boudin, sans avoir à réusiner le moyeu de la roue pour y installer des paliers antifriction.
Le système de roue est tel que l'on puisse choisir les meilleurs matériaux, les meilleurs procédés et les meilleurs traitements thermiques pour ses parties consti- tutives, en utilisant un acier dur, résistant à l'usure dans la jante amovible et un acier s'usinant facilement dans le centre de la roue.
La roue est faite en deux parties simples qui peu- vent être toutes deux forgées économiquement en partant de billettes en acier ordinaire, sur des presses à forger à grand rendement.
D'autres avantages et particularités de l'invention ressortiront de la description qui va suivre, faite en se référant aux dessins annexés dans lesquels :
La figure 1 représente un système de roue de chemin de fer à double disque, monté dans le châssis d'un truck sans essieu, la figure étant une coupe verticale par le centre de la roue.
La figure 2 est une vue en perspective, une partie étant enlevée, du système de roue de la figure 1.
La figure 3 est une vue en perspective, certaines
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parties établi enlevées, d'une jante de roue à disque et d'un moyeu à disque, les représentant dans leur position relative, avant d'emmancher ces pièces l'une dans l'autre.
La figure 4 est une coupe d'une variante de la roue de la figure 1.
Comme cela est représenté sur les figures 1 et 2, le système de roue selon l'invention comporte un moyeu 1 avec disque, sur lequel est montée une jante 2 avec disque. Le centre ou moyeu 1 dont l'intérieur est usiné pour servir de siège pour des paliers antifriction, est monté sur un axe 3, lequel à son tour est monté dans les longerons 4,4 du truck. Entre le moyeu de la roue et l'axe 3 se trouvent des paliers 5,5 de type habituel. Ces paliers sont mainte- nus en place par un manchon d'espacement 6 et par des épaulements 7,7 ménages sur la surface intérieure du moyeu, lors de l'usinage. Entre les paliers et les longerons il y a des manchons d'espacement extérieurs 8,8, des protège- poussières 9,9 et des fermeture 10,10, pour l'huile, avec bague élastique. Tout le système est serré en vissant un écrou 11 sur l'extrémité de l'axe 3.
Ce montage particulier du moyeu sur l'axe d'un truck sans essieu ne fait pas
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/et partie de la présente invention/est représenté et décrit dans la demande de brevet déposée par le même inventeur en même temps que la présente et ayant pour titre "Sys- tème de montage de roues".
Le moyeu 1, représenté en coupe sur la figure 2, consiste en un moyeu cylindrique proprement dit 12 avec disque 13 en une seule pièce avec lui et qui constitue un des disques supportant le chemin de roulement de la roue.
Sauf pour la fabrication d'un petit nombre de moyeux avec disques qui sont en ce cas plus économiques à faire en soudant une bride sur un tronçon de tube, le moyeu est
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de préférence forgé à la presse à partir d'une barre chauf- fée d'acier facile à usiner. Les deux extrémités du moyeu sont alésées.de façon à constituer les épaulements inté- rieurs 7,7 pour les paliers et ensuite la surface circonfé- rentielle 14 du disque et la surface 15 du moyeu sont usi- nées de manière à constituer des surfaces sur lesquelles viendra porter à friction la jante munie d'un disque. En outre, une surface annulaire 16 est usinée sur le disque 13 de manière à constituer une surface plane d'équerre, contre laquelle sera refoulé un épaulement usiné de la surface coopérante de la jante à disque.
Cette jante 2, représentée en coupe sur la figure 3, comporte un disque 17, un chemin de roulement 18 et un boudin 19. Comme le moyeu 1, la jante 2 peut être faite en soudant une tôle sur un tube ou elle peut être coulée, mais il est plus économique de la forger dans une billette d'acier. Une des raisons pour faire la jante à disque avec un boudin d'un côté et le disque de l'autre est qu'il est plus simple de forger une pièce de ce genre dans une bil- lette pleine que lorsque le boudin et le disque sont du même côté de la jante. Ce type particulier présente encore l'avantage que le boudin 19 sert à renforcer le bord inté-' rieur de la jante tandis que le disque 17 sert de support et renforce le bord extérieur de la jante.
En forgeant de cette façon, on a une structure homogène et un sens très intéressant de l'écoulement du grain au point de jonction du boudin 19 avec le chemin de roulement 18 et du disque 17 avec ce chemin de roulement. On choisit l'acier de la jante surtout en ce qui concerne sa résistance mécanique et à l'abrasion et on peut traiter thermiquement la jante après forgeage de manière à, obtenir, ai cela est nécessai- re, des qualités supplémentaires de dureté et de résistance
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à l'usure.
On peut tremper la totalité de la jante 2 avec disque ou on peut utiliser un procédé de trempe préféren- tiel, par exemple une trempe de la jante après le forgeage final ou un chauffage local, à la flamme ou par induction, suivi d'une trempe, de manière à tremper localement unique- ment les surfaces d'usure du chemin de roulement 18 et du boudin 19, a l'endroit où ils portent contre le rail.
La jante à disque 2 comporte deux surfaces essen- tiellement cylindriques, usinées intérieurement de manière à s'adapter sur les deux surfaces cylindriques correspon- dantes du moyeu à disque 1. Ces surfaces sont la surface intérieure de grand diamètre 20, avec épaulement usiné 21 qui vient s'adapter sur et contre le disque 13 du moyeu et la surface de plus petit diamètre 22 qui se trouve sur le petit diamètre du disque 17 et qui vient s'adapter sur la surface cylindrique correspondante 15 du moyeu.
La surface cylindrique 20 de grand diamètre intérieur de la jante 2, et la surface correspondante 14 du disque 13 du moyeu 1 sont usinées à, des diamètres respectifs donnant un serrage diamétral relativement grand entre les surfaces 20 et 14 tandis que les surfaces coopérantes 22 et 15 de plus petit diamètre sont usinées de façon qu'il nly ait entre elles qu'un petit serrage diamétral.
En choisissant de cette façon les ajustages relatifs, on peut obtenir un emmanchement énergique à la presse et, par sui- te, le serrage par friction maximum sur les surfaces coo- pérantes de grand diamètre 20 et 14 pour lesquelles il y a non seulement de grandes surfaces en contact, mais encore de grandes masses annulaires de métal dans le boudin 19 et le disque 13 pour supporter la pression, avec la dévia- tion minimum du moyeu 12 à l'endroit des paliers antifric- tion.
Sur 1* emmanchement à petit diamètre, où la surface 22
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est poussée sur la surface 15, on ne désire que guider la jante à disque pendant le montage et soutenir le chemin de roulement extérieur du palier antifriction directement par en-dessous et en même temps réduire au minimum la déformation du chemin de roulement extérieur pendant le montage. En conséquence, on choisit les diamètres relatifs des surfaces 15 et 22 de façon qu'il n'y ait sur ces sur- faces qu'un serrage léger.
Pour assembler la roue, le moyeu 1 avec disque et la roue 2 avec disque sont placés dans la position rela- tive représentée sur la figure 3 et ils sont emmanchés l'un dans l'autre jusqu'à ce que l'épaulement usiné 21 de la jante porte contre la surface annulaire 16 du disque du moyeu. On chauffe la jante 2, si on le désire, de maniè- re à réduire la force nécessaire pour l'assemblage. On peut remarquer que, pour faciliter l'assemblage, il est bon d'usiner la surface 15 du moyeu 1 à un diamètre un peu plus petit sur la partie 15a sur laquelle toute la largeur de la surface 22 doit passer avant d'arriver à sa position finale.
On remarquera que le disque 13 du moyeu 1 est disposé sur lui de manière à supporter la jante 2 à l'intérieur de celle-ci et dans la région du boudin 19. En conséquence, lors d'un déplacement en courbe, la poussée en bout de la charge sur le moyeu 1, à laquelle résiste le boudin 19 qui vient toucher le rail R, tend à augmenter le serrage entre ce disque 13 et la jante. La poussée en bout sur le moyeu 1 en sens contraire n'est pas limitée par le boudin venant au contact du rail et en conséquence, à aucun moment, la poussée en bout exercée par la charge ne tend à éloigner le boudin du disque porté par le moyeu. On remarquera, en outre, que les paliers sont à une distance telle que l'un
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d'eux est sensiblement dans l'alignement radial du disque 13 du moyeu 1 et l'autre du disque 17 de la jante 2.
Les disques assez espacés servent ainsi à maintenir le chemin de roulement extérieur des paliers antifriction suivant un cercle exact. Lorsque la déviation des chemins de roulement extérieurs est ainsi réduite de cette fagon à un minimum, on peut répartir la charge sur chaque palier sur un plus grand nombre de rouleaux à la fois et la durée du palier s'en trouve considérablement augmentée.
Lorsque la jante 2 de la roue est usée au point de nécessiter un remplacement, on la. sépare du moyeu 1 par une opération inverse de celle du montage. On adapte alors sur le moyeu à disque une nouvelle jante à disque. Par comparaison avec le remplacement de toute une roue, ce mode de remplacement de la surface d'usure seule nécessite moins d'acier et implique des opérations d'usinage en plus petit nombre et plus simples.
La roue ci-dessus peut comporter des modifications dans lesquelles les parties constitutives jouent sensible- ment les mêmes rôles. Par exemple, il peut être préférable dans certains cas d'usiner un épaulement limité sur le moyeu plutôt que sur la jante. Dans ce mode particulier de construction représenté sur la figure 4, les rôles de la surface annulaire 16 du disque du moyeu et de l'épau- lement 21 de la jante, représentés sur la figure 1, sont joués par une surface annulaire usinée 23 du disque 17 de la jante et un épaulement 24 du moyeu, contre lequel est serré le disque de la jante.
Ce mode de construction repré- senté sur la figure 4 présente peut-être l'avantage que les effets des efforts de contraction aux points de jonc- tion de la bride 19 et de la jante 18 peuvent être sensi- blement réduits, en n'utilisant pas 1épaulement 21, ce qui réduit les chances des ruptures des boudins en service.
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Il est évident que l'on peut apporter d'autres changements dans les détails de construction sans sortir pour cela du cadre de l'invention.