EN ACTIVITÉ SUR LE CUEMIN DE FER DU NORD

Construit sot les plus Ati Ugéuieir& du matériel, Par Bf« FAKC'OT. Ingénieur-Mécanicien.

A SAINT-OCEIf PRfeS PARIS.

Les tenders, sur les chemins de fer, sont des appareils indispensables qui accompagnent constamment les machines locomotives ; portant l'eau et le combustible pour alimenter celles-ci, ils sont nécessairement placés à leur suite et s'y relient par une forte tige rigide et par des chaînes de sûreté.

A mesure que la puissance des locomotives a été augmentée, on a dû évidemment aussi augmenter les dimensions des tenders, aûn qu'ils pussent contenir à la fois plus d'eau et de charbon pour l'approvisionnement.

Ces wagons sont aujourd'hui complètement en fer, en tôle et en fonte. En origine , on en a fait dont la caisse et le bâtis étaient en bois , mais ils ne tardèrent pas à être abandonnés. Ils sont simplement montés sur quatre roues d'égal diamètre; néanmoins quelques-uns, d'une très-grande dimension, comme ceux des locomotives puissantes, destinées à des services mixtes, sur le chemin de fer de Lyon, sont montés sur six roues, et présentent alors un volume notablement plus considérable. Mais pour les locomotives à voyageurs, qui doivent marcher à la vitesse moyenne de 8 à 10 lieues à l'heure, ou pour celles à marchandises à petite vitesse, les tenders à quatre roues sont suffisants : tels sont ceux en usage sur les chemins du Nord, d'Orléans, de Rouen, etc.

Ayant publié avec quelques détails le système de locomotive employé sur toute la ligne du Nord , nous avons pensé qu'il serait utile de faire connaître le genre de tender qui s'y trouve appliqué, afin de compléter le sujet. Ces appareils présentent d'ailleurs de l'intérêt par leurs dispositions mécaniques autant que par leur construction. Ils sont toujours munis de freins très-énergiques, à la disposition du mécanicien conducteur de la locomotive, pour ralentir ou arrêter, au besoin, sa marche et celle de tout

te convoi qu'elle entratne. Ils reçoivent aussi , à chaqoc bout, des tampons élastiques qui permettent d'amortir les chocs et d'éviter par suite des ruptures ou des accidents plus ou moins graves.

Plusieurs mécaniciens connus, comme M. Farcot à Saint-Ouen, MM. Derosne et Cail à Chaillot, se sont occupés de la construction de ces lenders, et les établissent à des prix très-bas qui rivalisent certainement avec ceux des fabricants anglais.

Les figures de la pl. 29 représentent au 1/25' d'exécution les différentes vues principales d'un de ces tenders.

La première en est une élévation latérale, comprenant l'appareil complet, c'est-à-dire la caisse, le train, le mécanisme et les roues.

La fig. 2 représente, d'un côté, la vue en dessus de la caisse, et de l'autre, le plan du châssis et du mécanisme, la caisse étant supposée enlevée.

La fig. 3 est une section verticale et transversale faite suivant la ligne i-2.

Et la fig. 4 montre, d'une part, une vue par bout, du coté qui communique avec la locomotive, puis de l'autre une coupe verticale faite parallèlement suivant la ligne 3-4.

Caisse a ead et a charbon. Le tender devant contenir la quantité d'eau et de combustible nécessaire pour un trajet déterminé, porte une caisse en tôle A, qui a la forme d'une sorte de fer à cheval, contenant l'eau et laissant dans l'espace vide, au milieu, la capacité propre à recevoir le coke. Le tond de cette caisse est composé de feuilles de tôle a de 6 à 7 millimètres d'épaisseur, rivées à des équerres en fer b, et les côtés latéraux e et rf, qui descendent jusqu'à ce fond, pour se river aux mêmes équerres, ont environ 4 millimètres, tandis que les dessus n'ont pas plus de 3 millimètres. Toutes les feuilles dont se composent cette caisse sont reliées entre elles par des plates-bandes ou des équerres en fer, logées intérieurement, de manière à ne laisser apparentes au dehors que les tètes de rivets, afin de présenter la plus grande netteté. Tout le contour supérieur est couronné à l'extérieur d'une plate-bande saillante «, surmontée d'un rebord arrondi en fer, qui se prolonge en avant, comme pour former rampe ou main courante ; ce prolongement est alors supporté par les tiges en fer /.

Aux angles de la caisse, à l'extrémité postérieure, sont rapportés, en dedans, deux paniers coniques ou entonnoirs métalliques B, percés de petits trous, comme une écumoire, afin de filtrer préalablement l'eau que l'on introduit par ces paniers dans la caisse. Ceux-ci sont surmontés chacun d'une tubulure quarréc en tôle, rivée sur cette dernière et fermée par un couvercle à charnière C, que l'on peut ouvrir à volonté par la poignée g, dont il est armé à son centre.

On sait que pour emplir la caisse du tender, on emploie des grues hydrauliques disposées près des stations, et communiquant à des grands réservoirs supérieurs ; on fait tourner la branche mobile de ces grues,

pour la présenter directement au-dessus de l'un ou de l'autre des deux entonnoirs B, suivant le sens dans lequel se trouve le convoi.

La sortie de l'eau du wagon pour se rendre à la locomotive se fait de 'extrémité opposée à l'introduction. Ainsi à l'avant sont placés deux clapets ou soupapes coniques semblables à celles D (fig. 5), qui ferment les tubulures en fonte E, appliquées au-dessous de la caisse, et assemblées avec les tuyaux en cuivre recourbés F. Une tige verticale A, adaptée à charnière, sur chaque soupape, s'élève jusqu'au-dessus de la caisse, où elle se termine par une partie filetée , afin de recevoir une manivelle à écrou t, que le chauffeur tourne à droite ou a gauche pour ouvrir ou fermer la communication. Les tuyaux F se prolongent horizontalement et s'assemblent avec les tubes à joint mobile et à articulation qui se rendent à la locomotive , afin d'y conduire l'eau d'alimentation. Des supports en fer G soutiennent ces tuyaux, en les reliant au châssis ou au train du tender ; des brides suspendues aux crochets g*, dont les tiges sont renfermées dans des bottes à ressorts, supportent les tubes, mais en les laissant libres de céder au jeu produit par les différences de niveau, ou par les courbes de la voie ferrée.

Deux coffres en tôle H, contenant les clés et autres instruments nécessaires au mécanicien, se placent au-dessus de la caisse, un peu au delà des manivelles à écrou i, pour être à sa disposition. Des équerres en ferj les retiennent avec des vis de pression sur la caisse. Deux autres coffres analogues H' sont aussi placés sur le devant, de chaque côté du tender, et fixés sur le plancher.

Tout le combustible dont le tender est chargé se trouve compris entre la partie kl nie la caisse, et les portes transversales en tôle I, qui sont rapportées en avant, pour empêcher que les morceaux de coke n'encombrent le plancher sur lequel se place le machiniste. Ces portes sont mobiles, pivotant autour d'une tige verticale servant de charnière, et elles sont retenues dans la position fermée par des chaînes m ; comme elles ne descendent pas jusqu'au plancher, elles laissent un espace suffisant pour le passage du combustible et par conséquent pour permettre au chauffeur de prendre des pelletées de coke toutes les fois qu'il le juge nécessaire.

Châssis bt train du tbnder. Toute la caisse repose sur un fort châssis, composé, sur chaque côté, de deux rangées de tôle épaisse J, qui n'ont pas moins de 0" 24 de largeur verticale ; elles ont même plus, en avant du tender. Ces tôles longitudinales sont reliées, de distance en distance, pur d'autres transversales J' de même largeur et de même épaisseur pour former une sorte de grille à jours. Des fers d'angle suivent tout le contour de ces diverses plates-bandes, afin de les river avec le fond de la caisse.

Un trottoir latéral K, qui forme le prolongement du plancher sur chaque côté extérieur de l'appareil, sert au chauffeur pour se promener autour de celui-ci, en se tenant à la main courante. Sur le devant du tender, le plancher se relève et se termine par une partie mobile n, qui est égale-

ment en tôle, assemblée avec les bords par des charnières. Cette partie se trouve exactement à la hauteur du plancher de la locomotive , pour se raccorder avec lui , et permettre au mécanicien, comme au chauffeur, de passer indifféremment et sans crainte de l'un à l'autre.

De chaque côté des longrines latérales J sont rapportées les brides ou fourchettes en tôle L, entre les branches desquelles se logent les coussinets des deux essieux ; ces fourchettes y sont fixées par deux rangs de rivets, et pour plus de solidité, se relient entre elles par des tirants en fer o.

Les essieux sont des axes en fer corroyé M, renflés vers les parties qui reçoivent les roues, et diminués vers le milieu où ils ne portent rien, mais plus particulièrement aux tourillons qui n'ont pas plus deOa08de diamètre sur 0™ 15 de longueur. Les deux paires de roues N, montées sur ces essieux, sont exactement construites comme celles des dernières locomotives, que nous avons publiées, avec des bras en fer d'angles recourbés, enveloppés d'un cercle à rebord, et concourant à un moyeu en fonte ; ces roues sont toutes égales de diamètre, et légèrement coniques à l'extérieur pour passer facilement les courbes ; elles sont fixes sur leurs axes, comme, en général, toutes les roues des wagons, dans lesjchemins de fer ; tandis que, comme on le sait, dans les voitures qui marchent sur des routes ordinaires, les roues sont entièrement libres sur leurs essieux.

Les coussinets qui embrassent les tourillons de chaque essieu, se composent d'une boite en fonte 0, a joues latérales, ajusté entre les branches des fourches L, et d'une demi-coquille en bronze, au-dessus de laquelle est ménagé un réservoir à graisse, recouvert d'un chapeau en tole, qu'on relève à volonté. Sur chacun de ces coussinets presse un fort ressort P, composé de plusieurs lames d'acier superposées, embrassées au milieu par des brides étroites et assemblées à charnière par les extrémités, avec des menottes p (fig. 1) qui relient ces ressorts aux boulons des chapes en fer q; celles-ci sont rivées aux côtés du grand chAssis J ; de sorte que tout le système de la caisse porté par ce dernier, se trouve ainsi suspendu sur quatre forts ressorts semblables à lames d'acier, sur lesquels toute la charge se répartit également.

Attaciiks. Le tender se relie par l'avant à la locomotive, d'une part, au moyen de la forte barre rigide Q en fer corroyé, et des deux chaînes de sûreté r, que l'on agrafe au-dessous du plancher de la machine ; et en outre, au moyen des embases ou tampons R que l'on fait adhérer, plus ou moins fortement, contre la traverse de celle-ci. Pour cela ces petits tampons qui font corps avec les tiges horizontales /, en fer rond et quarré, sont constamment poussés par un fort ressort à lames S adapté au-dessous du fond de la caisse ( Og. 2). Or un axe horizontal «, situé en avant de celui-ci, porte d'un bout un secteur denté tf (fig. 6) avec lequel engrène une vis sans fin /, et en outre deux petites manivelles s2, terminées par un goujon qui les relie avec les deux tringles r/ ; par conséquent, en faisant mouvoir le secteur dans le sens convenable, on bande plus ou moins le

ressort, et on augmente ou on diminue l'adhésion des tampons avec la traverse de la locomotive. Le machiniste peut aisément effectuer ce mouvement du haut du tender, parce que l'axe t' de la vis sans fin se prolonge jusqu'à la partie supérieure et se termine par une manivelle ou poignée T qu'il manœuvre aisément à la main.

Dans les nouveaux tenders que l'on construit pour le chemin de fer de Paris à Lyon, on a remplacé le grand ressort métallique S, par des ressorts en caoutchouc vulcanisé, disposés comme l'indique la coupe détaillée fig. 7. Chaque tampon se compose d'une douille creuse R', légèrement bombée par le bout, et contenant à l'intérieur un certain nombre de rondelles en caoutchouc, séparées les unes des autres par autant de disques en fer mince, qui les retiennent chacune dans l'axe de la douille, et sont euxmêmes supportés et guidés par une tige centrale r2. Un long piston S' en fonte, terminé par des pointes en acier et à embase, pénètre à l'entrée de cette douille pour presser sur les rondelles au degré voulu. Ce piston est renfermé dans une boite en fonte à nervures S', boulonnée avec les fonds en tOle du châssis qui porte la caisse du tender; elle lui sert de guide, ainsi qu'à la douille, et en même temps, elle porte l'axe transversal «, sur lequel est ménagé un excentrique circulaire qui agit contre l'extrémité du piston. 11 en existe un semblable, en regard de chacun des deux tampons ; et à l'un des bouts de l'axe qui porte l'excentrique est une roue dentée, mise, comme dans le système précédent, à la disposition du mécanicien par un arbre vertical à manivelle. On comprend encore que lorsqu'il fait tourner celle-ci dans le sens convenable, il force les excentriques à repousser les pistons et par suite il comprime les rondelles, et augmente alors l'adhérence des tampons avec la traverse de la locomotive.

Ces rondelles en caoutchouc vulcanisé ou soufré, employées comme ressorts, paraissent d'une application fort heureuse dans les chemins de fer ; des différences très-notables dans les degrés de chaleur ou de froid n'influent pas sensiblement sur la nature de cette substance, qui conserve sa grande élasticité, il en résulte qu'on en obtient de très-bons effets ; on en a appliqué, comme tampons, depuis dix-huit mois à des wagons au chemin de fer de Saint-Germain, et l'on en est jusqu'ici très-satisfait. Il est à regretter qu'on ne soit pas encore parvenu à fabriquer ces rondelles avec une grande économie, de manière à permettre de les livrer à un prix bien moins élevé ; on nous a parlé de 15 à 16 fr. le kilog., c'est évidemment beaucoup trop cher.

Pour relier le tender avec le premier wagon qui forme la tête du convoi, et qui est ordinairement une voiture de bagages, on emploie généralement le système d'attache à vis et à double manivelle, qui est appliqué indifféremment pour tous les wagons. Ce système consiste en un fort crochet u (fig. 1 et 2), sur lequel s'agrafe l'une des deux doubles tiges recourbées * v', qui comprennent chacune, à leur partie inférieure, un écrou fileté, amour duquel elles peuvent librement pivoter; une vis droite x dont une

partie est filetée à droite, et l'autre à gauche , traverse les deux écrous, de manière à les rapprocher ou à les écarter à la fois, lorsqu'on les fait tourner dans un sens ou dans l'autre par la manivelle à boule y, qui tend constamment à rester dans sa position verticale. Par cette disposition , on voit que si l'on agrafe la première tige v au crochet qui est en tête du premier wagon, et qu'on laisse l'autre v', agrafée à celui « du tender, ces tiges et la vis deviendront à très-peu près sur la môme ligne horizontale, et si on veut rapprocher les deux véhicules l'un de l'autre , il suffit de tourner la manivelle y dans le sens convenable , ce qui se fait de manière que leurs tampons se mettent en contact. Des chaînes de sûreté z, placées de chaque côté du crochet central, complètent le système d'attache; elles sont nécessairement formées de maillons plus faibles que les tiges de l'attache principale, et ne sont jamais fortement tendues.

Les tampons de choc, par lesquels le tender est mis en contact avec le wagon qui le suit, se composent de deux disques en bois U, garnis d'un fort cuir, appliqués contre l'embase des longues tiges horizontales U', qui se prolongent sous la caisse, pour recevoir la pression d'un grand et fort ressort métallique V, formé d'un grand nombre de lames d'acier trempé. Ce ressort est traversé à son centre par la tringle prolongée «' qui est solidaire avec le crochet «, et qui est maintenue par les brides a'; de même les liges sont guidées dans leur marche rectiligne par les douilles b' et 6*, qui font corps avec le train du tender. On arrive ainsi à une réunion solide et complète, entre les wagons , et à atténuer considérablement les chocs transmis de l'un à l'autre, par la locomotive, dans le cas d'un arrêt brusque ou de la rencontre d'un obstacle imprévu.

Frein db sûreté. Le tender est toujours accompagné d'un frein éner gique, qui permet au conducteur de ralentir notablement la marche du convoi, et même de l'arrêter assez rapidement lorsqu'il le juge nécessaire, ou lorsqu'il prévoit un danger. Dans les premiers appareils qui ont été construits, le frein était disposé pour n'agir que d'un coté, sur deux roues seulement, mais on a reconnu que cette disposition était vicieuse et fatiguait le wagon. On a jugé utile, depuis plusieurs années, de mettre un frein agissant sur les quatre roues à la fois, tout étant manœuvré par une seule manivelle.

Ainsi, contre la circonférence de chacune des roues N on place un sabot en bois X, présentant une face concentrique à celles-ci, et solidaire avee une boîte en fonte X', à laquelle on peut imprimer un léger mouvement, comme nous allons le faire voir. Cette botte sert de guide au sabot, et peut a cet effet glisser sur la barre latérale en fer méplat Y, qui se relie avec les fourchettes opposées L ; une oreille c7 est ménagée par derrière afin de relier l'un des sabots avec la courte bielle d\ et celui opposé avec une bielle semblable ef: la première se joint par articulation au bout inférieur d'un court levier, qui fait corps avec l'arbre transversal et la seconde se lie avec un autre semblable, mais situé en dessus et solidaire avec

l'arbre g1 parallèle au précédent. Ces deux courts leviers, en regard l'un de l'autre, comme l'indiquent les fig. 1 et 2, se répètent du côté opposé, où ils ne sont pas apparents sur le dessin ; ils sont accompagnés d'autres plus longs/7 et/2 (fig. 8 et 9) qui sont également forgés avec leurs axes, et qui se réunissent par les liens î'et iaauv deux extrémités d'un trè*court balancier/, au milieu duquel est attachée à charnière la longue tringle méplate Cette dernière est dentée, vers l'autre extrémité, en forme de crémaillère, pour engrener avec un petit pignon droit surmonté d'une roue horizontale m' à denture ordinaire; un second pignon rapporté au bas de l'axe vertical n', qui s'élève au-dessus du plancher, parallèlement au premier, commande cette roue et par suite la crémaillère, lorsqu'on fait tourner cet axe à l'aide de la manivelle o' qui le termine. Ainsi il suffit au machiniste, pour rapprocher à la fois les quatre sabots contre les roues, de s'appliquer à celte manivelle pour tirer la tringle à crémaillère de gauche à droite, il fait alors osciller les deux axes y' et g*, et par suite les deux premiers sabots se mettent en contact avec les roues de derrière , comme aussi les deux autres avec les roues de devant. Cette manœuvre peut se faire avec facilité, et sans exiger une grande puissance. Une roue à rochet oa, avec son cliquet, est appliquée sur l'axe vertical n', pour retenir le système dans la position qu'on veut lui donner.

Le prix d'un tender analogue à celui que nous venons de décrire, y compris la peinture , est de 9,100 fr. ; cette dernière opération figure , sur le marché, pour une somme de 100 fr.