FISKE
Diamètre.
Millim.
75à90 80àll0
Longueur.
Millim.
POIDS
masimum
de la
voilure
en charge .
Tonnes.
is chiffres les plus faibles portés à la dernière ligne du tableau ^ri-espondent au type normal d'essieu de la Compagnie de TOuest, (:^i porte des wagons pesant 16 tonnes au maximum en charge; Eà déduisant du poids total du véhicule le poids des paires de roues montées (1 700 kg.), on trouve que chaque fusée de cet essieu apporte une charge de 3 560 kg., tandis que, dans les automo- *^l^s électriques, la charge par fusée est de 2 000 kg. environ, et, ^^^s les voitures à chevaux, de 1 250 kg. seulement.
■Les proportions des difTérentes parties de Tessieu ne sont pas ^^ ttiêmes sur les tramways électriques et sur les chemins de ^^ • la section de la portée de calage, au lieu d'être 2,5 fois à 3 fois ^Périeure à celle de la fusée, n'est que 1,5 fois ou au plus 2 fois '*Us grande ; il est vrai que les fusées des essieux d'automobiles ^'^t relativement plus fortes que celles des essieux de wagons et ^^ leurs portées sont un peu moins fatiguées en raison du dia- ^^treplus faible des roues (0,75 m. à 0.85 m. au lieu de 1 m.); ^^a le rapport des deux sections gagnerait néanmoins à être aug- ^^té, et, d'après l'opinion des bons constructeurs, la section de la ^^lée de calage ne devrait pas être inférieure à 2,5 fois celle de ^ ^Usée pour les essieux électriques à voie étroite, ni à 3 fois pour
îi'après M. J.-B. Personne, Revue qénérale des Chemins de fei\ janvier 1883.
les essieux à voie normale. Quant au corps de l'essieu, qui, dam les wagons <le chemins de fer, a toujours un diamètre inférieur k celui de la portée de calage, on doit nécessairement le renforcer dans les voitures électriques, pour le mettre en état de résister aux efforts supplémentaires engendrés par le poids et le couple da moteur; le diamètre du corps doit être égal ou légèrement supérieur à celui de la portée de calage ; il varie d'ailleurs suivant les pièces qui doivent y ôtre fixées.
Boîtes à graiBse et consBineta. — Les dispositions des boltra i graisse présentent une assez graode variété. Le lubrifiant le ^oi
Fig !6S — Coupe loiiijitudinale de ta boil
usité aujourd'hui est liquide : c'est généralement de l'huile oïL "^ raie.
Les bottes è graisse américaines sont caractérisées par un ré^»- * voir à huile placé à la partie inférieure et dans lequel trempe tampon généralement pressé contre la fusée par un léger res»''^^ Le corps de la boîte est d'ordinaire en acier coulé d'une seule pi^s? * avec une ouverture circulaire à l'une des extrémités pour le t*"* sage de l'essieu. Le jeu longitudinal de cet essieu est limité par a^' fourchette qui s'engage dans une cannelure de la fusée et «3^' des rainures correspondantes pratiquées dans les parois (1^ ■' boite. Une ouverture placée à l'autre extrémité et fermée P^ un couvercle permet d'introduire l'huile, de changer le (ami^i ou de remplacer le coussinet.
Un type de boite analogue, mais avec graissage par chaîne»
fin, se voit sur la flgure 270.
Les boites employées en Europe sont pour la plupart du h
Fig. S70. — Boîte L graissage par chaîne saDs Sn.
américain. Elles sont généralement en fonte et se font soavent l'important est alors d'avoir un joint bien étanc'
de U Société franco- belge.
La figure 271 re[irésente un modèle de boUe en fonte malléa construit par la Société franco-belge.
Les coussinets se font en bronze ou mieux en métal blanc antifriction [cuivre, antimoine, étain).
Ils D embrassent en général que le tiers environ de la circonférence de Tessieu.
La limite admise pour la pression des coussinets sur les fusées est moins élevée dans les voitures électriques que dans les voitures à chevaux. Dans ces dernières, la charge sur la fusée atteint couramment 35 kg. par centimètre carré de surface d'appui ; cette pression considérable, qui se justifie par la vitesse peu élevée des tramways à chevaux et leurs arrêts fréquents, permettante la fusée de se refroidir, ne serait pas acceptable sur les tramways élec- ^ques. On réduit, dans ce dernier cas, la pression par centimètre
Coupe par l'axe longitudinal.
Coupe par l'axe transversal ,
Fig. 272. — Boîte à rouleaux Meneely.
de surface d'appui à 20 ou 25 kg., se rapprochant ainsi des ^xirs admises sur les chemins de fer.
C^n a essayé à différentes reprises de remplacer les coussinets binaires par des paliers à rouleaux; mais cette modification ne '^t pas encore répandue dans la pratique en raison de la com- ^^ation de ces appareils et de la délicatesse de leurs organes. ^Us citerons parmi les meilleurs types de paliers à rouleaux le J^ier Meneely (fig. 272), qui a été employé avec succès sur plu- -Urs chemins de fer américains, ainsi que sur les tramways élec- ^^ues d'Albany, de Ryde, etc. II comprend trois séries de rou- ^to en acier Mannesmann, de section uniforme, enfermés dans ^e boite cylindrique revêtue d'une doublure en acier; les rou- •^ox des deux groupes extrêmes sont placés deux à deux sur une
même génératrice ; ceux du milieu, de longueur double, occupent des positions intermédiaires; Talignement de ces rouleaux est maintenu par des tiges d*acier ayant la longueur de la botte et participant au mouvement de rotation général.
Un autre palier à rouleaux, le papier Hyatt^ à rouleaux flexibles, qui a été essayé sur les voitures à accumulateurs de la Compagnie des tramways de Pai*is et du département de la Seine et qui atait donné à ses débuts de très belles espérances, a dû être abandoimét parce que le manchon d*acier séparant la fusée des rouleaux 8*a5ait et finissait par ne plus tourner avec Tessieu, substituant ainsi un frottement de glissement au frottement de roulement.
On a obtenu récemment, paratt-il, en Amérique, de bons résultats avec le palier Mossberg, qui est constitué par des rouleaux de petit diamètre en acier trempé dur, montés dans une cage debron^e. Les constructeurs garantissent pour ce palier une économie ^^ puissance d*au moins 25 p. 100, et il aurait parcouru sous uner^^' ture électrique plus de 200 000 km. sans usure appréciable.
Roues. — Les roues d'automobiles électriques ne jouent ^s^ seulement, comme celles des véhicules ordinaires, le rôle de s^ip' port, et cela pour des charges qui peuvent s*élever, sur les ways, jusqu'à 2 500 ou 3 000 kg. par roue ; elles sont en temps motrices et fonctionnent de ce fait comme de véritables po^' lies sur lesquelles s'enroulerait une courroie ayant pour tensi^^'^ TefTort de traction à la jante. Elles ont en outre à subir TactioD répétée de freins d'autant plus puissants que les voitures sont pl«^ lourdes et marchent plus vite.
L^usure résultant de ces diverses causes se fait sentir surunesiv^face de roulement de 50 à 60 mm. de largeur seulement et sur boudin ayant au maximum 18 à 22 mm. de hauteur et 16 à 20 mi d'épaisseur ; la largeur totale de la jante est habituellement coi prise entre 70 et 80 mm *. Le boudin, qui est la partie la plus fa '"^ guée, a ses dimensions strictement limitées par celles de l'omiè:::::::^^^ des rails de tramways ; quant à la surface de roulement, elle dc:^^^
i Sur les chemins de fer, les bandages ont une largeur totale de 130 mm. enriron, boudins font une saillie de 25 à 30 mm. et ont de *J5 à 30 mm. d'épaisseur minimt.
Je*
rester assez étroite pour que la roue ne vienne pas porter sur les pavés contigus au rail, qu'elle briserait.
On donne souvent à la surface de roulement une forme légèrement conique (1 /20 à 1 /50 d'inclinaison) ; mais cette pratique D'est pas absolument générale ; la conicité disparait d'ailleurs rapidement par TefTel de Fusure, les rails de tramways ayant généralement leur table supérieure horizontale et n'étant par suite en contact avec la roue que*par le rebord du champignon. La suppression de la conicité n'a pas grand inconvénient sur les tramways à chevaux; mais, aux grandes vitesses atteintes sur les tramways électriques, les roues, n'étant plus guidées que par leurs boudins, prennent des mouvements de lacet nuisibles à la voie et au matériel. Il vaut donc mieux, dans ce cas, conserver la forme conique; pour éviter la formation trop rapide d'un creux dans la surface de ''oulement, on peut alors avantageusement donner à la table supéneure du rail une inclinaison correspondante à cette conicité, soit ^Q inclinant le rail lui-même, ce qui entraîne certaines sujétions ^^pose, soit eu profilant la partie intérieure de la table en biseau, domine le fait par exemple la Chicago City Railway Co *.
Ainsi qu'on l'a vu plus haut (p. 104), le diamètre des roues de ^ï^mways électriques est habituellement compris entre 0,75 et
Ces roues se font, soit en fonte avec surface de roulement '^ï'enQpée, soit en acier, soit en fer, ces dernières avec bandage ■apporté.
ï-ics roues en fonte trempée sont surtout usitées aux Etats-Unis, ^i leur fabrication a pris un énorme développement par suite de * emploi à peu près exclusif de ces roues sur les voies ferrées américaines. On sait que le principe du procédé consiste à couler la ^^nte dans un moule garni à sa périphérie d'une couronne métal- ^^^iie présentant la forme de la jante, tandis que tout le reste du ^oule est en sable. Le refroidissement subit de la fonte au contact ^^ la partie métallique du moule donne à la surface de roulement ^^ au boudin de la roue une dureté comparable à celle de l'aciérie Plvs dur. Le grain devient, au voisinage du métal, blanc, cristal-
S/ree/ Railway Journal j novembre 1896, p. 698.
lin et cassant, tandis que les parties internes restent grises, plus ou moins flexibles et fibreuses.
Les meilleures roues coulées en coquille sont obtenues avec la fonte an bois soufflée à froid. Certaines usines américaines sont arrivées à livrer des produits de qualité tout à fait remarquable ; le métal avec lequel leurs roues sont fabriquées atteint une résistance à la traction de 28 kg. par mm. carré et se laisse marteler comme du fer. La trempe atteint avec cette fonte jusqu'à 25 mm. de profondeur et la structure cristalline qui caractérise les parties trempées s'harmonise bien avec le reste de la masse.
Pour qu'une roue motrice fasse un bon service, la trempe doit pénétrerait moins jusqu'à 20 mm. de la surface et son épaisseur doit être bien unifonta^ sur toute la circonférence.
La coulée s'opère ordinairement dans des moules à contraction : la jan^^ est moulée sur une couronne en fonte composée de segments pouvant prend] un léger jeu pour accompagner la roue pendant le retrait. Pour augmenta la profondeur de la trempe et la rendre plus uniforme, certains constnictei^ refroidissent artificiellement le moule par un courant d'air ou d'eau. La coul se fait très rapidement et à très haute température. Dès que la fonte a fe prise dans le moule, on retire les roues et on les place par dix ou vingt da. des fosses hermétiquement closes où on les laisse se refroidir lentement, refroidissement graduel a pour objet de détruire les tensions qui se produise toujours dans les pièces coulées en coquille. Les roues restent quatre à cL jours dans la fosse ; elles n'en sortent que lorsqu'elles sont arrivées à une pérature assez basse pour pouvoir être touchées. Il ne reste plus ensuite q forer le moyeu et à caler la roue sur l'essieu. Certains fabricants font outre passer les roues au tour, soit avant, soit après leur montage, pour ei ver les imperfections de moulage et les mettre au même diamètre. En rair de la dureté de la fonte trempée, l'opération ne peut se faire avec les oiv. ordinaires ; il faut recourir à la meule à émeri.
Les roues en fonte pour tramways électriques se font plutôt à rais q «-■ « disque plein : la première forme permet de mieux masser le métal et d'obt^^mir une trempe plus profonde ; avec les poids de roues usuels, le disque plein *^^ pourrait avoir plus de 12 à 15 mm. d'épaisseur, et, dans le cas d'un mé^^ prenant bien la trempe, ce disque serait très fragile. Les rais sont toujoi»'s fortement courbés dans le plan perpendiculaire à la roue, plus fortement méiMMt dans les roues de tramways électriques que dans les autres : on estime gc^^ les rais se prêtent mieux ainsi aux dilatations résultant de FéchaulTeffl^ ^^^ produit par l'action des freins.
Le poids des roues de tramways électriques varie en Amérique de 140 ^ 190 kg., tandis que le poids des roues similaires de voitures à chevaux n'e^^^ guère que de 80 à 100 kg. Le poids de 140 kg. est même faible et il est pru^^' dent, pour des roues de 0,84 m. de diamètre, de ne pas desceudre au-dessoi de 160 kg. Sur les tramways suburbains à grande vitesse, le poids des roo« s'élève à 200 ou 230 kg., se rapprochant ainsi des poids usités sur les chemi^^^ de fer ; elles sont alors souvent à disque plein.
La largeur du bandage est habituellement comprise entre 70 et 90 mm.
boudins font une saillie de 15 à 20 mm. ; leur épaisseur, plus grande que chez nous par suite de remploi général du rail à gradin au lieu du rail à ornière, atteint 25 et 30 mm.
La Ggure 273 montre une roue américaine typique.
On fait subir aux roues des épreuves sévères avant leur mise en service. Ces épreuves consistent ordinairement à soumettre une roue sur cent, posée horizontalement sur 3 appuis, au choc d*un mouton de 60 kg. tombant d'une hantear de 2 à 3 mètres ; la roue doit supporter 5 chocs sans se rompre. On exige en outre que les roues aient toutes une circonférence uniforme à 12 mm. près et un diamètre uniforme (avant passage au tour) à 1,5 mm. près, et <nie la profondeur de la trempe ne varie pas de plus de 6 mm. sur tout le pourlourde la roue.
La durée des roues en fonte trempée est moins longue sur les tramways
Fig. 273. — Roue américaine en fonte trempée .
^^Iriques que sur les chemins de fer, en raison de l'état généralement défec-
^5^1 de la voie, du patinage fréquent des roues motrices et surtout de Tap- P*iCaiioû beaucoup plus souvent répétée des freins, qui constitue l'un des
^teurs les plus actifs d'usure de la jante. Sur les chemins de fer, les roues ^Unûssent souvent un parcours de 150 000 km., tandis que le chiffre de
^ OOO km. est une limite rarement atteinte sur les tramways électriques. Les r^^es des voitures à traction animale fournissent également des parcours plus
^^çs que les roues d'automobiles électriques.
lies causes les plus fréquentes de rebut, en dehors des ruptures accidentelles ^^àun défaut de la matière ou à l'emploi d'un modèle trop léger, sont la
^^tnation de « plats > sur la jante et l'usure ou la rupture du boudin. L'em- ^^^i irraisonné du frein et la présence de sable sur les rails sont les causes
'^naires de l'aplatissement de la jante ; dès qu'un plat a pris naissance, il
^^d d'ailleurs à s'agrandir, parce qu'au moment du serrage des sabots la ^^etcnd naturellement à s'arrêter sur la partie déjà aplatie. Quant à l'usure
^ à la rupture du boudin, elle peut résulter soit d'une trempe imparfaite,
soit d*un mauvais montage des roues ou d*un défaut de parallélisme essieux, soit d'une pose défectueuse de la voie.
Les roues rebutées pour Tune de ces causes ou par suite d^usore non de la surface de roulement sont cassées et refondues.
Il résulte d*une série d'articles publiés en 1895 par le Street Bailway ^ nal ^ que le parcours fourni par les roues de tramways électriques en 1 trempée aux Etats-Unis est extrêmement variable ^ ; il s'abaisse dans cer cas à 20 000 km. pour s'élever dans d'autres à 100 000 km., plus rareme 130 000 km. ; on considère que des roues motrices ont fait un bon service qu'elles ont parcouru 50 000 km.
Certains constructeurs garantissent pour leurs roues un parcours moyei 65 000 km.
Les roues en fonte trempée de bonne qualité fournissent p tout où on les emploie un excellent service. Mais leur fobricat exige remploi d'un métal de premier choix et des soins spécii qui ne se rencontrent pas chez tous les constructeurs. En dépit précautions prises, il arrive que ces roues, lorsqu'elles sont à r présentent des tapures résultant de l'inégalité de tension des divei parties au moment du retrait. Celles à disque plein causent marche un bruit sourd désagréable aux voyageurs, surtout dan passage des courbes. Ces inconvénients, joints à la durée relati ment faible des roues en fonte, font qu'il existe depuis quel< temps déjà, en Amérique même, une tendance à abandonner type de roue pour les roues en acier coulé ou les roues bandag d'acier.
Les roues en acier coulé, qui présentent à peu près les mêi défauts que les précédentes, donnent aussi lieu à des difficultés fabrication assez grandes. Beaucoup cassent au retrait, qui double de celui de la fonte. Leur seul avantage sur les roues fonte est d'être plus légères, moins sensibles à Taction des frei et de durer plus longtemps, par suite de la possibilité de rafraici la surface de roulement lorsqu'elle est usée ou même d'y rapport un bandage ; mais, en revanche, leur prix est très notableme supérieur (80 fr. environ les 100 kg. au lieu de 50 fr.).
* Voir notamment une étude de M. Partridge, février i895.
' La durée d'une roue dépend en effet d'abord de la qualité du métal et du mod< fabrication f puis de la forme relative du bandage et du champignon du rail, du pc et de la vitesse delà voiture, du nombre de courbes, d'aiguillages et de croisements, proûl de la ligne, de Tétat de la voie et de la chaussée, du système de freins, di fréquence des arrêts, etc. ; l'habileté plus ou moins grande du conducteur à se sei des freins joue aussi un rôle important.
Les roues à bandage rapporté^ avec centre en fer ou en acier , <{ui ont fait depuis longtemps leurs preuves sur les chemins de fer et tramways européens, et notamment les roues à rais en fer forgé bandagées d'acier, offrent par rapport aux deux types précédents de sérieux avantages. Elles ne pèsent pas plus que les roues en fonte, osent moins les rails et assurent, grâce à leur élasticité, une sécunté qu*on ne peut obtenir au même degré avec les autres genres de roues. De plus, elles permettent l'emploi de bandages en acier de qualité supérieure donnant toutes les garanties voulues. La surface de roulement, en cas d'usure, peut être rafraîchie sans grande dépense et ramenée au profil primitif. EnOn, lorsque le bandage est arrivé à une épaisseur trop faible pour permettre un nouveau tournage, il peut être remplacé facilement et à peu de frais.
La durée de la roue est ainsi augmentée dans une très large mesure : elle peut user 6 à 8 bandages, ce qui, théoriquement, devrait correspondre à un parcours minimum de 600 000 km.
Idais, en pratique, le tournage de la surface de roulement n'est possible que si le boudin n est pas lui-même trop usé. C'est malheureusement sur le boudin que Tusure tend principalement à se porter, dans le cas des tramways, et, co mme Tacier ordinaire présente une dureté beaucoup moindre que la fonte trempée, îl peut arriver que le bandage se trouve mis prématurément hors ie service par suite de l'usure du boudin, alors que son épaisseur permettrait encore un ou plusieurs tournages. Pour réaliser tous les avantages de la roue à bandage rapporté, il faut donc choisir pour le bandage un métal ayant une dureté comparable à celle de *^ fonte trempée, tout en ne présentant pas la même fragilité. On ^'^ploie aujourd'hui avec succès pour cet usage des aciers spéciaux, ^^ liickel, au manganèse, au chrome, etc.
Les roues du système Arbel et Deflassieiix^ qui sont les plus con- ^^esen France parmi les roues de cette espèce, sont formées d'une J^te, de rais droits et d'un moyeu en fer, soudés dans une étampe ^^ lïioyen d'un marteau pilon de 10 à 20 tonnes, après avoir été Chauffées au rouge blanc dans des fours à gaz Siemens pour évi- ^^ l'oxydation du métal. Les bandages de ces roues sont fabriqués ^"^^ soudure, avec de l'acier de choix, généralement de l'acier ^^ï'iin ; on commence aussi à employer un acier chromo-nickel
308 LA TRACTION ËLECTBIQUE
préseDtant une résistance à la traction de 65 à 75 kil. par mr
carré et an allongement de 18 à 15 p. 100.
On fait également des roues à bandage rapporté avec centre < fer et fonte, en fer laminé, en acier coulé, en papier comprimé, e'
On met les bandages en place en les chauffant fortement manière à augmenter leur diamètre ; ils serrent ensuite la ji par refroidissement ; lorsqu'ils aoat placés, on les fixe par des ' des rivets ou des agrafes, de manière qu'en cas de rupture ils. puissent se détacher complètement. On fait aussi quelquefois c< opération à ta presse hydraulique.
Les bandages employés pour tes roues de tramways éleclric^ ont généralement une épaisseur de 40 à 50 mm.
tu,
ne tle
«3ej
Kg. 374. — Roue en he cUmpc, à bandage ei
oiiuteg do Romainnit*)-
Sans atteindre, en général, le prix élevé des roues ea a.<5'*' coulé, les roues en fer baodagées d'acier revieaneot plus ts»**' que les roues en fonte. Un centre en fer, avec son bandage, co" de 100 à 130 fr., suivant l'importance de la commande.
L'essieu montû coûte 260 à 320 fr.
La figure 274 montre un type de roue à bandage rapportsfabrique par tes établissements Arbel ; ce modèle, qui pèse 150,5 fctf- (dont 80,5 kg. pour le centre et 76 kg. pour le bandage) •»' employé sous les voitures de Romainville, dont nous avons mootn plus haut (fig. 267, p. 296) l'essieu monté.
Un autre type est représenté par les ûgures 266 et 275 : c'Mf le modèle de roue qui est employé sous les voitures de Roubail- Tourcoiag.
Le moyen le plus usité pour caler les roues sur les essieux conte à introduire de force l'essieu dans le moyeu, au moyen d'une 3sse hydraulique qui exerce un effort de 20 à 30 tonnes. Quelques constructeurs ont proposé, dans le but d'augmenter laaticité de la roue, de la monter sur une bague calée sur l'axe, I interposant entre celte bague et le moyeu un manchon de caout-
Pig. !75. — Roua en fer forgé, ù bandage en acier (voilure» de Roubai:i).
onc. Cette disposition, qui aurait l'avantage additionnel de facier les remplacements de roues, est malheureusement trop cora- <]uée pour avoir chance de se répandre.
§. 2. — Caisses d'aijtomouiles de tramways
Xics caisses d'automobiles de tramways électriques sont dérivées s caisses de tramways à chevaux. Mais, tout en conservant la ^me disposition générale, on a dû apporter à la construction cerines modifications imposées par les conditions nouvelles de la cpuUion.
Tout d'abord, la carcasse a dû être sérieusement renforcée: la lesse et le poids plus grands, les arri>ts et les démarrages plus nisques des voitures électriques soumettent en effet la char- ;nle à des efforts d'une violence inconnue avec la traction aniale; ces eObrla sont surtout intenses au passage des courbes dans les mouvements de tangage. Ensuite, dans les voitures à Met, il a fallu mettre la toiture en état de supporter le poids de ppareil de prise de courant et celui des ouvriers chaînés de la
âsite et des réparations de cet appareil. On a dû aussi ména^ ^^ dans le plancher de la voiture des trappes à couvercle mobile, p^^^^.. mettant d'inspecter et au besoin de remplacer les organes motefc.-^^j^ sans qu*il soit nécessaire de lever la caisse. Il y a eu lieu en6n ^. réserver le passage des câbles conducteurs allant du trdlet ^^^^i* moteurs, aux régulateurs, au rhéostat, aux lampes, etc.
Les caisses de voitures à chevaux ne peuvent généralement E>a5 être réemployées pour la traction électrique. A moins d'avoir des voitures presque neuves, pouvant subir un rémaniement compleC et s'adapter convenablement au truck moteur, on doit plutôt utiliser Tancien matériel comme voitures d attelage.
Nous allons d'abord donner une idée du matériel roulant ain& ^ cain.
