PIÈCES ET APPAREILS ACCESSOIRES

SI - Freins.

4° Nous abordons maintenant la question des freins, qui est du plus haut intérêt, parce que c'est une question de sécurité. Malheureusement, la plupart des inventeurs qui s'en occupent ont toujours la pensée de vouloir arrêter les trains instantanément ; aussi les procédés qu'ils emploient se ressentent du but qu'ils se proposent d'atteindre, et ils n'arrivent qu'à des dispositions impossibles. Les freins doivent être avant tout des modérateurs de la vitesse des trains; ils ne doivent et ne peuvent jamais les arrêter instantanément. Il faut aussi qu'un frein soit calculé pour que l'effort exercé sur ses organes et transmis aux sabots ne puisse jamais caler les roues. Le calage des roues déforme les bandages, et c'est peut-être là son moindre défaut , car le plus grave est d'arrêter les trains moins rapidement que quand on se tient sur le point limite, où les roues cessent de tourner. C'est un fait que la théorie explique et que les expériences confirment parfaitement. L'administration française s'est, avec juste raison, préoccupée de la question des freins; en 4863, elle a nommé une commission, choisie en partie parmi les ingénieurs actifs des chemins de fer, pour donner un avis sur ce qui avait été fait et sur ce qu'il convenait de faire. Cette commission a déclaré, après une étude complète et approfondie : « que les freins actuellement usités suffisent généralement u pour garantir la sécurité des trains; qu'il serait néanmoins « utile dans certains cas d'arrêter les trains plus promptement.

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« Elle concluait en invitant les compagnies à continuer les « essais commencés sur divers freins ; à appliquer des freins « énergiques aux locomotives, et à étudier des dispositions « propres à mettre les moyens d'arrêt entre les mains du « mécanicien. »

Les comités d'admission de l'Exposition ont simplifié considérablement la tâche du Jury, en n'admettant que des freins dont l'expérience a sanctionné l'efficacité. Aussi tous les freins exposés n'ont-ils rien de nouveau; ils ne présentent que quelques modifications de détail. Toutes ces modifications portent sur la rapidité de la transmission aux sabots, afin de les rapprocher instantanément des bandages des roues.

C'est là le but qu'ont cherché à atteindre : M. Stilmant, par un système très-ingénieux de coin agissant sur les sabots ; M. Tabuteau, par la suppression de la vis et l'emploi d'un levier à main, lié à un système de leviers conjugués; M. Lapeyrie, par le déclancheinent d'un ressort qui, en se détendant, rapproche en quelques secondes les sabots des bandages ; M. Bricogne , par un contre-poids qui, en tombant brusquement, remplit le même office.

Nous ne pouvons passer sous silence le frein h embrayage électrique de M. Achard, qui a fonctionné pendant trois ans au moins et régulièrement sur le chemin de fer de l'Est, frein très-ingénieusement construit, remarquable à tous égards, mais dont l'application ne s'étend pas, parce que c'est sur l'électricité qu'il faut compter, et que l'électricité fait quelquefois défaut..

Le frein automoteur de Guérin, dont l'Exposition offre un modèle à échelle réduite perfectionné par M. Dorré, très-en usage il y a quelques temps, est moins souvent appliqué depuis que pour monter les fortes rampes on se sert de deux locomotives, l'une en avant, tirant le train, et l'autre le poussant en arrière, et par ce fait faisant souvent servir malencontreusement les freins Guérin à créer une résistance à la marche, quand, au contraire, les roues doivent avoir toute leur liberté. t. ix. 82

Nous allons maintenant examiner successivement les parties constitutives des roues montées sur essieux. Parlons d'abord des essieux.

§ 2. Roues montées sur essieux.

Les essieux des véhicul «s de chemins de fer occupent depuis quelques années l'attention des ingénieurs, qui ont tour à tour examiné les dimensions des fusées et du corps de l'essieu, celles de la porlée de calage, ainsi que la nature du métal à employer. Avec l'accroissement successif du poids des véhicules et du chargement, les dimensions des essieux primitifs sont devenues insuffisantes ; on les a donc augmentées. En France, le chargement des wagons étant généralement de 10 tonnes, le poids porté par chaque fusée s'élève à près de 3,400 kilogrammes ; les dimensions de cette dernière sont comprises entre 75 millimètres et 85 millimètres pour le diamètre, et entre 160 millimètres et 170 millimètres pour la longueur. Le diamètre de la portée de calage a été trouvé trop faible; la Compagnie du Nord, donne à cette dimension 130 millimètres; elle est habituellement de 120 millimètres. Le diamètre du milieu de l'essieu est compris entre 105 et 130 millimètres ; avec 130 millimètres, le corps de l'essieu est cylindrique, c'est-à-dire que la forme conique disparaît.

Quant aux métaux employés, le fer, l'acier naturel, l'acier Bessemer et l'acier fondu sont ceux sur lesquels tour à tour on expérimente ; mais jusqu'ici, en France, le fer conserve la préférence du plus grand nombre, tandis qu'en Allemagne, c'est l'acier fondu qui est le plus généralement adopté.

Les centres de roues qui figurent à l'Exposition méritent toute attention. L'Allemagne, la France, la Belgique et l'Angleterre ont exposé des types d'un grand intérêt ; il semble qu'on abandonne la roue à rayons flexibles, pour ne prendre que des roues à centre rigide, soit avec rayon en fer forgé, soit avec centres pleins laminés en fer ou bien coulés, en fonte ou on acier.

En Autriche, on trouve les remarquables produits de M. Ganz, où les roues en fonte de qualité supérieure, coulées en coquille, présentent à la jante une surface trempée trèsdure, qui dispense de l'emploi de bandages.

En Prusse, l'usine de Bochum a exposé des centres de roues en acier fondu au creuset, de qualité tout à fait supérieure, à ce point que sur un chapelet de vingt-deux centres de roues superposées et d'une même coulée, de 10,000 kilogrammes environ, faite debout, la jante de la roue supérieure est aussi saine que celle qui est placéeà la partie inférieure. Dans ces roues comme d :111s celles de Ganz, on ne rapporte pas de bandage sur la jante, qui, dés lors, est coulée avec un boudin.

En France, nous avons les roues à rayons droits en fer, du système de M. Arbel-Deflassieux, remarquable parla méthode de fabrication qui consiste à souder, en une seule chaude et dans une étampe, sous le choc d'un marteau puissant, toutes les parties de la roue préalablement assemblées à froid , et comprenant le moyeu, les rayons et la jante. L'expérience a confirmé l'efficacité de ce procéié, car depuis bientôt huit ans, c'est à plus de 40,000 qu'il faut porter le chiffre total des centres ainsi fabriqués, et jamais, à notre connaissance, il n'y a eu en service des soudures entre les diverses parties. L'Angleterre, de son côté, expose des spécimens de roues bien exécutées suivant le procédé de M. Arbel. On trouve encore en France des roues à centres pleins en fer, obtenus d'une seule pièce au laminoir, par le procédé de MM. Petin et Gaudet. Ces centres pleins sont aujourd'hui très-employés par lus compagnies, principalement pour les roues qui doivent servir aux voitures des trains de grande vitesse, afin d'empêcher le soulèvement de la poussière.

L'usine de la Providence, en Belgique, est arrivée dans la fabrication des roues pleines à un grand degré de perfection. Ses roues so.it remarquables par leur légèreté et par la forme ondulée donnée par le laminoir à la toile centrale.

Il nous reste à citer les roues exposées par la Suède, où le

centre est en bois debout, comprimé entre le moyeu et le bandage ; ce système est bien ancien, mais il n'a pas eu de nombreuses applications.

Les bandages, comme les essieux, sont fabriqués soit en ter. soit en acier des diverses provenances connues. Ici encore, les matières d'acier sont employées sur une grande échelle; les aciers Krupp, les aciers fondus, les aciers Ressemer, les aciers puddlés, sont d'un usage général. Toutefois, pour les roues de wagons dont le poids, au contact du rail, est moins grand que sous les locomotives, l'usage de l'acier est resté limité; plusieurs ingénieurs continuent à se servir du fer, nonseulement parce qu'ils trouvent sa résistance suffisante , mais encore parce que, a côté de l'économie, ce métal, sous l'action du froid, étant moins cassant que l'acier, offre une plus grande sécurité. Afin de ne pas affaiblir les bandages en acier et éviter toute prédisposition à la rupture, on a cherché à ne pas les percer pour les fixer à la jante des roues ; malheureusement, tous les systèmes essayés jusqu'ici ne sont ni simples, ni efficaces, pas même celui présenté par la Suède, quoique déjà ancien. Signalons avant de terminer le bon usage qu'ont fait et que font encore les bandages en fer cémenté quand on les applique aux roues de wagons. MM. Leseigneur et O en ont exposé quelques spécimens intéressants.

Il nous reste à dire que le diamètre des roues des voitures et tics wagons, au point de contact des rails, varie entre 0*90 <*t l"10; le diamètre de 1 mètre est le plus généralement adopté.

§ 3. Hcssorls.

On s'est beaucoup occupé dans ces dernières années de modifier la forme des ressorts pour les approprier au * li verses dispositions que la construction des voitures réclame. Les ressorts à feuilles plates étagées ne pouvant p;.s.

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en effet, se placer facilement dans des espaces restreints, on a construit des ressorts en hélice, des ressorts en spirale, et, tout récemment, M. Belleville a imaginé des ressorts composés <le feuilles de forme conique (dite en assiette) et appliquées l'une sur l'autre, deux à deux, par leur grande base. Chacun*' de ces dispositions a ses avantages et ses inconvénients.

Pour construire un bon ressort, il ne faut pas perdre de vue que son but est d'absorber le travail développé par un choc extérieur, aûn qu'il n'affecte pas les diverses parties de la voiture ou du wagon, comme aussi pour empêcher que ce choc soit ressenti d'une manière désagréable par les voyageurs.

La masse du ressort, c'est-à-dire son poids, d'une part, et sa flexibilité, c'est-à-dire la course donnée aux parties mobiles, de l'autre, sont les deux éléments constitutifs d'un ressort ; mais, comme la course est généralement limitée par l'espace restreint où le ressort peut se mouvoir, la masse ou le poids doit être assez grand. Le succès qu'a eu la forme spirale tient à ce que les spires pouvant entrer les unes dans les autres, à la façon d'un télescope, on peut avec elle, dans un espace relativement restreint, obtenir une grande course.

Ressorts de suspension. — La construction des ressorts de suspension des voitures est l'objet d'une étude constante de la part des ingénieurs; c'est en effet par une bonne suspension qu'on évite au voyageur la plus grande fatigue du chemin. Mais, à côté des conditions dynamiques d'établissement d'un ressort, il y a les dispositions de son attache sur la voiture et sur la boîte à graisse qui dépendent des dimensions de la voiture, de Fécartement des essieux, du profil de la voie, de sa construction, de son état d'entretien, du sous-sol et du ballast, etc. Tous ces éléments variables réclament une attention continuelle; aussi celte question, qui paraît si simple, ne semble-t-elle pas aujourd'hui complètement résolue, à en juger par la variété des dispositions exposées, surtout pour les voitures qui marchent à de très-grandes vitesses.

Ressorts de choc et de traction. — Plusieurs ingénieurs reviennent a l'application déjà ancienne d'un ressort pour le choc et d'un autre pour la traction. Cette disposition, qui consiste à a\oir, pour chaque effort transmis au châssis, un organe intermédiaire spécial, présente l'avantage de moins fatiguer les assemblages et d'être par conséquent moins fatigant aussi pour les voyageurs.

Les matières employées dans la fabrication sont : les aciers fo:idus au creuset, les aciers Bessemer, les aciers corroyés et 1rs aciers puddlés. La tension maxima à laquelle l'acier travaille dans les ressorts, correspond à un allongement de 5 millimètres que toutes les qualités d'acier indiquées ci-dessus supportent en général. Mais ce qu'on reproche aux qualités inférieures, c'est de perdre leur flèche de fabrication.

Nous signalerons parmi les fabricants qui ont exposé : MM. Spencer, Turton et Brown, dans la section anglaise, pour la fabrication des ressorts à spirales ; dans la section française, MM. Petin et Gaudet, qui présentent une application complète des ressorts en acier fondu de M. Belleville à un châssis de wagons, et MM. Gouvy frères, qui fournissent à la plupart des chemins de fer français des ressorts en acier corroyé d'Allemagne de bonne qualité.

Caoutchouc. — Le caoutchouc est encore employé par un grand nombre de constructeurs pour les ressorts de choc et pour les ressorts de traction. Nous en trouvons, par exemple, dans les voitures à voyageurs prussiennes, tandis qu'en France ou ne remploie que pour les tampons de choc et pour les crochets de traction des wagons. Quoi qu'il en soit, on peut •lire que les tendances générales sont le retour aux ressorts iîii acier, tant pour les voitures que pour les wagons.

g 4 — Boiles à graisse et à huile.

L'Exposition ne nous a présenté aucune disposition nouvelle •i'.' imites à graisse et de boites à huile. Toutefois, elle a

montré que l'huile, comme moyen de graissage, tend de plus eu plus à se substituer à la graisse, non pas à cause de ses qualités lubrifiantes, qui sont au-dessous de celles de la graisse, mais à cause de l'économie qu'elle présente, et surtout à cause de sa moins grande déperdition dans les temps chauds et de sa plus grande fluidité dans les temps froids.

A notre avis, la graisse animale est préférable comme matière lubrifiante à toutes les huiles végétales et minérales employées ; mais la difficulté qu'on rencontre à la fabriquer avec le degré de fluidité qu'elle doit avoir suivant la température extérieure lui font, dans la plupart des pays, préférer les huiles ordinaires. Quelques Compagnies de chemins de fer ont néanmoins persévéré dans l'emploi de la graisse ; nous citerons, parmi elles, la Compagnie de Paris-Lyon et la Compagnie de l'Ouest. Aucune boîte autre que celles déjà connues ne s'étant fait remarquer à l'Exposition, nous n'en mentionnerons pas spécialement.

g 5. — Ferrures.

La fabrication des ferrures de voitures et de wagons a fait, dans ces derniers temps, de grands progrès. L'étampage en matrice sous le pilon a remplacé l'étampage au petit marteau; il est devenu à peu près général; aussi les prix de revient ont-ils baissé dans des proportions considérables. En France, c'est presque toujours au* fabricants des Ardennes (jue les constructeurs s'adressent pour avoir les ferrures à bon marché; mais nous devons signaler l'atelier de M. Coûtant, situé à Ivry, près Paris, où le laminoir a été substitué au marteau pour obtenir, d'une manière continue et sans soudure, le plus grand nombre de pièces. Nous citerons entre autres pièces, comme ayant été obtenues par ces procédés, les manilles et les écrous des tendeurs d'attelage, qui sortent du laminoir avec leurs bossages de tète tout formés; une môme barre donne ainsi cinq à six pièces fabriquées d'une seule passe, et qu'il suffit ensuite de détacher à la tranche.

Fonte malléable. — Nous mentionnerons aussi l'emploi que depuis quelques années les compagnies font de la fonte malléable, en la substituant avec avantage au laiton et au fer, pour un grand nombre de pièces destinées à la construction des caisses des voitures et à celle des wagons.

L'exposition de M. Dalifol en montre plusieurs applications intéressantes.