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La présente invention est relative à la fabrication d'essieux creux pour matériel roulant de chemin de fer, de mines de transporta etc.... notamment pour locomotives, wagons et autres.
On a déjà réalisé des essieux creux pour matériel roulant en les for- geant à un diamètre convenable puis en les forant intérieurement. Leurs extrémi- tés sont soumises ensuite aux opérations normales de parachèvement pour réaliser les surfaces sur lesquelles sont emmanchées les roues et les surfaces portant sur les coussinets des voitures.
La figure 1 représente un tel essieu connu forgé et foré, sur lequel sont emmanchées les roues, et la figure 2 une demi-coupe de l'une des fusées.
On voit que cet essieu creux présente un diamètre intérieur constant, de sorte que l'épaisseur du corps est nettement plus grande que l'épaisseur des parties étagées de la fusée. Cet essieu est donc relativement lourd.
On a aussi réalisé des essieux creux en partant d'une ébauche forgée et forée soumise ensuite à un laminage sur toute sa longueur. Au droit des fusées, ce laminage rétreint le corps creux en réduisant le diamètre intérieur des fusées.
Cet essieu est plus léger que le précédent, car l'épaisseur du corps diffère peu de l'épaisseur des fusées. Cependant, la fabrication par forgeage, forage et lami- nage reste coûteuse.
La présente invention a notamment pour but de remédier à ces inconvé- nients. Elle concerne, à cet effet un procédé pour la fabrication d'essieux creux de matériel roulant, caractérisé par ce qu'on réalise tout d'abord un tube sans soudure et on façonne ensuite les extrémités de ce tube pour réaliser les fusées de l'essieu.
Ce procédé permet de réaliser des essieux creux légers puisque l'on peut donner au tube l'épaisseur de paroi minimum compatible avec une bonne résis- tance mécanique.
On évite ainsi d'avoir notamment dans le corps de l'essieu des : surépaisseurs superflues, d'où plus de légèreté et une économie de métal. En ou- tre, ce procédé évite l'opération mécanique de forage, d'où un prix de revient plus avantageux. Suivant un mode de réalisation de l'invention, on réalise le tu- be sans soudure formant l'ébauche de l'essieu, par extrusion ou filage du métal.
L'obtention de tubes par le procédé d'extrusion ou de filage du métal est en soi connu. Toutefois, ce procédé n'a jamais été appliqué en vue de la ré- alisation d'essieux creux. Dans ce cas, l'application de ce procédé de filage ou d'extrusion présente l'avantage particulier très intéressant de placer les fibres du métal dans le sens longitudinal de l'essieu sans produire aucun effet d'entail- le formant amorce de rupture. On peut donc, par l'application de ce procédé, al- ler plus loin dans le sens de l'allègrement tout en conservant une résistance mé- canqiue suffisante pour la sécurité.
Suivant une autre caractéristique de l'invention, on façonne par la- minage les extrémités du tube pour réaliser les fusées. Ce moyen est également connu en soi, mais, il coopère .ici avec le procédé de réalisation de l'ébauche par extrusion en ce sens qu'il conserve au métal du tube la continuité de ses fi- bres longitudinales. En outre, le laminage produit un resserrement des fibres dans le sens radial qui augmente la résistance.
L'invention concerne également, à titre de produits industriels nou- veaux, les essieux creux conformes à ceux obtenus par le procédé précédent en pro- cédé similaire.
L'invention concerne encore un essieu pour matériel roulant, caracté- risé par ce qu'il est constitué en alliage léger à base d'aluminium, les portées de cet essieu étant garnies de .bagues d'acier, cet essieu ayant l'avantage de pré- senter une très grande légèreté.''
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L'invention s'étend aussi aux caractéristiques ci-après décrites et à leurs diverses combinaisons possibles.
La fabrication d'essieux conformes à l'invention est illustrée, à titre d'exemple non limitatif, sur les dessins ci-joints dans lesquels : - les figures 3 et 4 représentent, en élévation-coupe d'une extrémité d'essieu, deux phases successives de la fabrication ; - les figures 5 et 6 représentent, de la même manière deux phases d'un autre mode d'exécution du procédé de l'invention.
- les figures 7 et 8 représentent en élévation et de profil, l'exécu- tion des fusées par laminage; - les figures 9 et 10 représentent, en élévation-coupe deux autres essieux en alliage léger avec bague d'acier rapportée.
Dans l'exemple d'exécution illustré sur les figures 3 et 4, l'essieu creux est obtenu en. réalisant tout d'abord un tube sans soudure 1 dont le diamè- tre extérieur I est égal ou légèrement supérieur au diamètre extérieur final et dont le diamètre intérieur 2 est plus grand que le diamètre intérieur des essieux creux connus du 1er type et sensiblement égal au diamètre intérieur des essieux creux connus du 2e type. Ce tube sans soudure est, de préférence, réalisé par ex- trusion ou filage du métal, ce qui permet d'obtenir les avantages signalés plus haut: orientation dés fibres du métal dans le sens longitudinal sans effet d'en- taille. Dans ce cas, il est possible de donner au diamètre intérieur.0 2 une valeur plus grande sans nuire aux caractéristiques mécaniques exigées de l'essieu creux.
De plus, on évite ainsi l'opération mécanique de forage ce qui permet d'abaisser le prix de revient. On peut réaliser par ce procédé, un tube de grande longueur dans lequel on :découpe plusieurs tronçons capables de fournir chacun un essieu.
Ce tube 1 est réchauffé à ses deux extrémités pour le façonnage des fusées. Ce façonnage est obtenu par laminage des extrémités dans un laminoir à trois cylindres étagés 10 (figure 7 & 8). Ce laminage provoque un rétreint qui donne les parties étagées 2 & 3 des fusées. La partie intérieure des fusées prend une forme étagée correspondante, l'épaisseur du tube restant sensiblement la même (figure 3). Cependant, ce laminage a pour effet de resserrer les fibres dans le sens radial et d'augmenter ainsi la qualité et la résistance du métal. L'es- sieu obtenu est soumis enfin aux opérations habituelles de parachèvement consis- tant à réaliser mécaniquement les portées 4-5-6 de la fusée et de l'embrèvement 7.
La figure 4 représente la forme définitive de la fusée par rapport à la forme de l'ébauche de la figure 3 dessinée en traits fins. Le trait double mixte 8 rappel- le la forme extérieure des essieux creux connus forgés et forés, et permet de cons- tater l'économie de métal et l'allègement réalisés par le procédé de la présente invention.
Dans la variante du procédé illustré sur les figures 5 & 6, on part également d'un tube sans soudure I extrudé ou filé, mais dans ce cas, les extrémités réchauffées du tube sont laminées au moyen de rouleaux coniques pour donner à ces extrémités un rétreint conique comme celui illustré sur la fig. 5.
Cette ébauche est ensuite soumise au parachèvement final qui donne les portées étagées 4-5-6 et l'embrèvement 7 (Fig. 6) le trait double mixte 8 rappelant la forme intérieure des essieux connus, montre encore l'importance de l'allègement réalisé grâce à l'invention.
Les figures 9 & 10 représentent d'autres essieux réalisés conformé- ment à l'invention, en alliage léger à base d'aluminium. Ces essieux conviennent particulièrement pour les matériels roulants légers utilisés pour les trains ra- pides. L'ensemble l'essieu réalisé en alliage léger est garni de bagues d'acier à l'emplacement de portées de la fusée.
Dans le[cas de la figure 10, l'essieu reçoit de chaque côté une bague @
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ou manchon II Fixé par emmanchement à la pressé ou thermique. La roue 12 est mon- tée de la même façon sur le manchon II. De préférence, ce manchon se raccorde d'u- ne façon très progressive au corps en alliage léger, grâce à des bouts coniques, ce qui permet de rapporter les fatigues et les torsions dans le corps de l'essieu.
Dans le cas de la figure 10, le corps de l'essieu en alliage léger est réalisé avec des extrémités coniques et la bague en acier II est fixée par em- manchement conique. La bague II présente elle-même les portées étagées de la fu- sée.
On conçoit que de tels essieux bénéficient d'une très grande légèreté, bien qu'il soit possible de leur conférer une résistance mécanique suffisante pour les applications envisagées. Les alliages légers convenant pour ces essieux peu- vént être choisis parmi les nombreux alliages connus. L'alliage normalisé AG. 5 convient particulièrement.
Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux exemples de réalisa- tion ci-dessus décrits, à partir desquels on pourra prévoir d'autres variantes.