BE362923A - - Google Patents

Description

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  Coussinet et procédé pour sa :fabrication. 



  La présente invention se rapporte à un nouveau 
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 type de coussinet et à un procédé pour sa(.fab:ri G9.t ion et plus pt.oulièremnt à un nouveau type de coussinet qui évite les inconvénients   rencontras   dans les types de coussinets actuels, et comparé à ces derniers coussinets, le coussinet suivant l'invention a une durée plus longue, ne   s'échauffe   pas aussi rapidement et n'exige que peu ou pas   d'attention   pour être maintenu en bon ordre de ser- vice.

   
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 un objet de l'invention est de réaliser un cous- sinet et   un   procédé de fabrication nouveaux et perfec- tionnés convenant particulièrement bien pour le service 
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 des chemine de fer et pour les autres services diffioi- les, Plus epoifiqnament, l'un des objets de l'inven- tion est de réaliser un ooussinet qui possède des proprié- tés an%1-foeic%ion supérieures et qui est ancré et suppor- té dam un ohassis ou Uns une enveloppe en acier ou au- tre métal à haube résistance à la traction de nouveau type,, Itenvoloppe ou le chassie étant ouvert du côté sa- 

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 prieur et dispose de façon que la partie portante en métal du coussinet se trouve en contact avec la   botte   de tourillon 1à où.

   la pression de la charge est exercée, et le Châssis protecteur agira, de façon à absorber une par- tie de la charge directe et toutes les poussées latérales dues au freinage et aux chocs, ce qui protégera le métal du coussinet contre les déformations. un attre objet de l'invention est de réaliser un procédé au moyen duquel des coussinets formés de métaux plus ou moins dissemblables peuvent être   coules   de façon que les métaux dissemblables soient en contact entre eux par soundure afin de produire une seule pièce de coulée composée. 



   En ayant en vue les objets mentionnée ci-dessus, ainsi que d'autres, l'invention réside dans la nouvelle construction, le procédé de fabrication et la combinai- son d'organes décrits et représentée aux dessins annexas. 



   Il est bien entendu que l'on peut apporter de mul- tiples modifications à la forme,   @aux   proportions, aux dimensions, aux détails accessoires de construction et à la manière de procéder, sans s'écarter de l'esprit ni du   domaine   de l'invention, et sans   abandonner   aueun des avantages de l'invention. pour faire mieux   comprendre   l'invention, en se reportera aux dessins annexés qui représentent, simple- ment à titre d'exemple sans limitatiom, un artiole de fabrication et un appareil de production de cet article établis suivant l'invention. 



   Le fig. 1 est une vue en plan d'un coussinet de chemin de fer suivant   l'invention.   



   La   fig. a   est une élévation latérale en coupe du coussinet représenté à la fig. 1. 



   La fig. 3 est une vue en bout du coussinet re- présente à la   fig,   l, partiellement en coupe. 

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  La fige> 4 représente un appareil. convenant pour couler le coussinet représenté à la fige 1, suivant le procéda perfectionné de   1 Invention.   



   Suivant l'invention, dans le nouveau type de cous- sinet, on emploie de préférence l'acier comme support de 
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 renforeem3nt, et la partie métallique portante proprement dite est composée   d'un     alliage   ou mélange de cuivre et de plomb, cet alliage ayant des qualités conductrices de la chaleur et des propriétés anti-friction supérieures à celles des alliages anti-friction au plomb actuels et gé-   néralement   employés et l'alliage cuivre-plomb étant inti- mement fixé ou attaché au support en acier par une liai- son par soudure, comme il sera expliqué ci-après. 



   La partie portante du tourillon perfectionné   confiai   
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 de pré:grence de 60 j à 80 ô de cuivre et de 40 jo à 20 7b de plomb, mais on peut modifier ces proportions, et on peut aussi dans certains cas employer (l'autres combinaisons des métaux anti-friction dits infusibles, ces der- niers étant représentés par les bronzes plastiques con- 
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 nus. Cependant:, comme il a étê4cliqué ci-dessus, il est prérable d'employer les simples alliages cuivre-plomb, qui na contiennent pas d'autres métaux en mélange, à 0flU- se de leurs propriétés anti-friction supérieures.

   On con- natt et on a reconnu depuis longtemps ces propriétés su- pêrietres, part ieulîèlement pour l'alliag3 contenant 75 pour eent de cuivre et 25 pour cent de plomb, mais la faiblesse   physique/Le   ce métal a empêchéjusqu'ici son em- 
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 ploi dans les coussinets de chemins de fer et autres COUS- sinets soumis à des conditions de service difficiles. Sui vant Itinvèntiont on obvie à ce défaut de faiblesse phy- sique en effectuant 'une réelle soudée entre le support en acier et le métal   cuivre.-plomb   du coussinet, le sup- port en acisr étant ainsi employé pour renforcer   effecti-   
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 vem3nt la partie cui are-plomb du coussinet. '1-.. 

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   L'une des formes de coussinets,envisages dans la présent e invention, est représentée en détail aux dessins annexés. Ce coussinet comprend un   châssis   ou enveloppe rectangulaire 10 en acier ou autre métal d.e haute   résis-   tance à la traction, cette enveloppe ayant une forme et des dimensions permettant de constituer un coussinet que l'on puisse appliquer facilemen aux types actuels de boites de tourillons pour chemins de fer. Le châssis 10 est ouvert du côté supérieur, sauf en ce qui concerne une aile de renforement 11 s'étendant transversalement entre les bords supérieurs. Ce châssis présente aussi des loge- ments ou   ouvertures   10' pour fixer ou ancrer en position le métal portant du coussinet. 



   Le métal portant est formé de présence d'un alliage convenable cuivre-plomb, mais il peut être cons- titué par tout autre métal convenable. Ce métal est coulé directement dans le châssis ou enveloppe 10, le bloc de métal portant étant indiqué par le signe de référence 12. 



  La face supérieure du bloc de métal portant est exposée dans le châssis ouvert pour venir en contact avec la pièce opposée de la boîte de tourillon au point oà la pression de la charge est exercée dans la botte. Cette disposition permet de sonstituer un blocde métal portant entre l'essieu et la boite de tourillon qui reçoit la pression. En employant ce bloc en métal portant de haute conductibilité pour la chaleur, on évite tout excès d'é- chauffement du coussinet. On évite aussi de cette façon l'inconvénient rencontré dans deux coussinets métalliques, dans lesquels les lubrifiants travaillent entre les mé- taux différents et provoquent réchauffement et des trou- bles subséquents, et le châssis de haute résistance à la traction formant squelette protège le coussinet contre les effets nuisibles du freinai latéral et des poussées et chocs de la route.

   Le coussinet de Invention est 

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 réalisable par suite de l'emploi   d'un   métal portant ayant toutes   les'qualités   exigées pour les coussinets de che-   mins de fer et stusant lentement lorsqu'il est monté a   comme un bloc dans une enveloppe ouverte en acier, la- quelle protège le métal portant contre les effets nuisi- bles des poussées latérales et des impulsions provoquées par le freinage et les chocs de la route. 
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  En es6outae le procédé de fabrication suivant l'invention, on dépose d'abord par électrolyse sur le support en acier une   couche   de cuivre de   0,025 à     0,185   
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 Millimètre d'épaisseur Ce support cuivré est alors sé- ché et placé dans un moule à salbe convenablement établi et   conformé     d'après   la forme du coussinet type achevé. 



  On fond alors l'alliage cuivre-plomb et on le verse à 
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 une temerature comprise entre 1010  et 1465  0. On peut encore exécuter le procédé de l'invention t invent ion simpler#nt en nettoyant complètement le support en scier, par exemple au moyen d'un jet de sable, mais l'emploi d'un métal intermédiaire pour la brasure   anéliorera   la solidité de   la de   façon à faire couler à, travers le moule 50 à 100 pour cent de métal en plus qu'il n'en reste dans le moule. 
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  Ce procédé réalise une réelle brasure ou souclire dumé... tal portant ouivre-plomb sur le support en acier, ce qui donne   un   coussinet combinant une   solidité   maximum avec 
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 les propriétés anti..friotion les plus désirables et dont la à4e de service sera l'lusie ur fois plus longue que les coussinets anti...ict ion avec s upport en bronze ac- tuellement emtloyés. 
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  LOrsqU.!on fabrique des coussinets de ce typeo on a oonstaté qu'en exécutant le procédé, lthumiditê a ten- d8noe staccumuler en petites quantités sur le support en B01el'. ce qui provoque de légers êclatements, -edoui- tant parfois en pet it es e:Kp1osions, lorsqu'on verse le 

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 métal portant dans le même moule qui contient le support en acier. On a constata qu'on peut écarter complètement cet inconvénient en faisant passer un gaz chaud absorbant l'humidité à travers les moules pendant quelques minutes immédiatement avant de couler le métal.

   En tant   qu'il   ne   s'agit   que d'éliminer l'humidité du support en acier ou autre organe sur lequel on désire souder ou braser le métal fondu, la nature du gaz employa est sans importance, pourvu qu'il soit chaud et non saturé en humidité, c'est- à-dire pourvu qu'il absorbe l'humidité. Maie on a encore   découvert   que la soudure ou brasure entre les deux métaux est bien améliorée si le gaz employé est neutre ou réduc- teur plutôt qu'oxydant.

   Le gaz à employer de   préférence   est l'azote, car non seulement ce gaz expulse l'oxygène de l'air hors du moule, ce qui   empêche   l'oxydation tes parties supérieures chauffes du support pendant   l'inter-   valle entre centrée initiale du métal fondu dans le moule et le recouvrement complet du métal du support, mais en outre il n'infecte pas l'atmosphère environnante, On peut employer du gaz ordinaire de ville ou du gaz de gazogène, mais si l'on emploie ces gaz, il est évident qu'il faut prévoir des moyens de ventilation au-dessus des moules pour enlever les gaz nocifs de la salle où s'effectpe le travail.

   On forme un gaz convenable en brûlant du gaz de gazogène exempt d'hydrogène dans de l'air légèrement en   déficit,   oe qui donne un gaz résultant formé d'un mélange d'azote et d'acide carbonique conte- nant moins de 1 % d'oxyde de carbone. pour mieux comprendre la façon de procéder pour construire des coussinets du type décrit ci-dessus, on se reportera à la figure 4, dans laquelle 18 désigne un dem-châssis inférieur de fonderie de construction habi- tuelle qui coopère de façon connue awo un demi-châssis supérieur 13 pour   maintenir   un moule en sable 14. Le 

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 moule 14 est pourvu   d'un  jet de coulée 15 et d'un   é vent   16 à l'extrémité opposée.

   Le moule 14, de même que le  e j et   15 et l'évent 16, est construit de la façon habituelle et est de préférence en sable de fonderie. L'évent 16 est pourvu d'un bec en porte-en-faux qui sert à décharger le métal fondu s'écoulant vers le haut à travers cet évent dans une lingotière 17. Au dessin, le moule 14 est repré- senté avec l'organe métallique 10 logé dans le moule. 



  Dans l'exemple présent, cet organe métallique est un sup- port en acier cuivré convenant pour fabriquer un   coussi.-   net de chemins de fer de 137 x 229 millimètres. Cet orga- ne   métallique   est disposé dans le moule de telle façon que le métal fondu à verser ultérieurement soit coulé le long de la :face intérieure de cet organe pour former une surface portante. 



   Outre les camctéristiques mentionnées ci-dessus, on prévoit aussi l'introduction d'un gaz convenable dans le moule avant de verser le métal fondu, et à cet effet on dispose un conduit 18 auquel est raccordé un tuyau 19 pourvu   d'un   robinet 20. A l'extrémité supérieure du tuyau 19, on dispose un joint à rotule 21 qui supporte une lon- gueur de tuyau 22 dirigée horizontalement et à l'extrémité de laquelle on raccorde un tuyau 23 dirigé vers le bas et pouvant établir la communication avec l'intérieur du moule en sable 14. L'extrémité inférieure de ce tuyau 23 porte un collier 24 qui forme une liaison sensiblement étanche entre le tuyau et le moule. Autour du tuyau 22 disposé horicentslement, on monte un réchauffeur électrique 25 qui sert à   chuter   le gaz qu'on introduit dans le moule 
14 et qui vient du conduit 18.

   Dans l'exemple présent, oe réchauffeur 25 est représenté comme formé d'un ser- pentin de fil enroulé autour de la longueur droite de tuyau 22, mais il est bin entendu que le tuyan 22 pour- rait être en forme de serpentin ou avoir toutautre 

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 forme pour effectuer le chauffage convenable du gaz. 



   Lorsqu'on applique 1 =invention, après que le moule en sable 14 a été établi comme indiqua ci-dessus, le support métallique ayant été convenablement   place   dans ce moule, on introduit alors le tuyau 23 dans l'é- vent 16 de façon à établir la communication avec le oon- duit 18. On ouvre ensuite le robinet 20 et le gaz s'é- coule à travers le réchauffeur électrique 25,   ou. il   est chauffé, puis dans le moule 14 pour sortir par le jet de coulée 15. Pour une pièce fondue de la dimension   envisa-   gée au dessin et   oonvenant   pour un coussinet ordinaire de chemins de fer, on a constaté qu'il est avantageux d'employer un débit de gaz wariant entrée 55   et   140 litres par minute.

   Lorsque le gaz est ainsi introduit dans le moule, le collier 24 sur le tuyau 23 servira à empêcher toute introduction d'air dans le moule. On a constata qu'il suffit de faire passer l'azote chaud à travers le moule pendant 1 à 5 minutes, pour sécher   complètement   et chauffer légèrement le support en acier et pour rem- plir le moule de gaz non-oxydant. Lorsqu'on a ainsi traî- té le moule au moyen du gaz chauffa et lorsqu'on a fermé le robinet 20, on fait basculer vers le haut le tuyau 23 ainsi que le réchauffeur 85 pour les dégager, ce qui est possible grâce à la liaison à rotule 21 au sommet du tuyau 19.

   Lorsque cette opération a été faite, on peut verser le métal dans le moule 14 aussi tranquillement et aussi doucement que dans tout moule à sable ordinaire, et les parties chauffées du support ou organe métallique à l'intérieur du. moule ne seront pas oxydées et ne compro- mettront pas un contact propre et parfait avec le métal fondu introduit. Il résulte de cette disposition que la surface de la pièce métallique insérée dans le moule sera maintenue dans un état convenable pour réaliser une brasure ou soudure solids avec le métal coulé. 

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   Il   -est   évident qu'une infinité de modifications peuvent être apportées dans la pratique de l'invention. 



  On peut employer différents types de gaz non-oxydants et on peut couler un objet de forme quelconque d'un métal quelconque voulu dans une forme quelconque de support, et ce dernier peut être en un métal quelconque voulu. De même, on peut renverser la position- du support et du mé- tal portant et on peut par exemple couler un support so- lide en bronze autour d'une douille en cuivre-plomb ou en bronze plastique. Dans ce dernier cas, la douille en métal plastique 'est placée dans le moule à sable qui est établi d'après la forme du bronze du support; on fait traverser l'acte chaud de façon à baigner la surface ex- térieure de la douille pour la sécher complètement et la protéger contre   l'ovation;   puis on verse le bronze au- tour de la douille.

   On peut aussi supprimer complètement le moule à sable et le support peut constituer complète- ment le moule pour le métal versé qu'il faut souder ou braser sur le support. 



   L'expression "infusible" dans le texte présent supplique au type de métaux de ooussinets à base de oui-   formé   principalement de cuivre et de plomb ou de cui- vre et de plomb avec de plus petites quantités d'étain, et que l'on désigne, $ouvent sous le nom de métaux plasti- ques. Le mot "acier" dans ce texte se rapporte, de façon générique, à tout alliage commercial de fer ou à son    équivalent. 



  Lorsque la soudure des deux métaux constitue le point le plus important à considérer, on emploie un gaz réducteur ; mais si on veut surtout assurer une coulée du   métal en douceur, la soudée ayant moins d'importance,   on abeorbant l'humi-   dite.

Claims (1)

1. REVENDICATIONS.- EMI10.1 1, un coussinet ca2aotérisé en *e qu'il comprend un châssis en matière relativement dure et un organe de support porte à l'intérieur de ce châssis et pourvu (?9'J t ') de surfaces engageant un axe ou un essieu et une boite .! de tourillon, le chassis protégeant l'organe de support contre les déformations.

   2,.. Un coussinet suivant la revendication 1, caractérisé en ce que l'organe de support forme un bloc massif entre l'axe ou essieu et la boîte de tourillon.

   3.- Un coussinet suivant la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le châssis est en un métal à haute résistance à la traction, enveloppe pétillement l'organe de support et est pourvu d'ouvertures pour permettre au bloc de métal de support contenu dans ce châssis de venir en contact avec un axe ou essieu et une boite de tourillon ou butée.

   4.- Un coussinet suivant l'une quelconque des revendications précédentes Caractérisé en ce que l'organe de support est formé d'un alliage de cuivre et de plomb dans les proportions de 60 à 80 % de cuivre et 30 à 40 % de plomb.

   5.- Un coussinet, suivant L'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que l'organe de support est soudé sur le chassa.

   6. - Un coussinet suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'inté- -rieur du châssis est pourvu d'un revête ment jouant le rôle d'attache pour l'organe de support, lequel est e oulé en contact intime avec ce revêtent d'attache afin de réunir comme un seul corps le châssis et l'organe de support.

   7. - Un coussinet caractérisé en ce qu'il comprend un châssis en une matière à haute résistance à la traction qui est formé. de façon à envelopper latéralement un <Desc/Clms Page number 11> organe de support en métal anti-friction coulé dans ce châssis comme un bloc massif et qui protège cet organe de support contre les déformations et empêche ses dépla- cements, ce châssis étant ouvert sur des faces opposées pour permettre à l'organe de support de s'engager d'un - coté contre un axe ou essieu et du côté opposé contre une butée.

   8.- Un coussinet suivant la revendication 7, ca- ractérisé en ce qu'il comprend un châssis en acier et un organe de support en alliage de cuivre et de plomb soudé sur ce châssis.

   9.- Un procédé de fabrication de coussinets carac- térisé en ce qu'on tourne un châssis en une matière rela- tivement dure, on prêtre la face intérieure de ce châs- sis pour faciliter l'attache avecun organe de support et on coule l'organe de support dans ce châssis en ver- sant le métal du support de façon qu'il soit en contact avec ce châssis préparé.

   10.- Un procédé de fabrication de coussinets for- més d'un métal de support infusible brasé solidement sur un organe d'appui caractérisé en ce qu'on ménage sur le côté intérieur de l'organe d'appui un revête mant de liai- son et on verse le métal du support en contact avec ce châssis préparé.

   11.- Un procédé de fabrication de coussinets, ,Cala - tris en ce qu'on forme un organe de support en métal anti-friction de la façon voulue et on coule autour de cet organe de support un châssis pour protéger cet organe de support contre les déformations.

   12.- Un procédé de fabrication de coussinets sui- vant la revendication 10, caractérisé en ce que le châs- sis en une matière à haute résistance à la traction est pourvu d'une couche de liaison d'un autre métal de 0, 05 à 0,185 millimètre.

   13.- Un procédé de fabrication de coussinets <Desc/Clms Page number 12> suivant l'une quelconque des revendications 9,10 on la, pourvus d'un châssis caractérise en ce qu'on dépose élec- trolytiquement sur la face intérieure de ce châssis une pellicule de cuivre et on coule en contact avec ce châs- sis cuivré un organe de support en métal.

   14.- Un procédé de fabrication de coussinets sui- vant l'une quelconque des revendications 9 à 13, carac- térisé en ce qu'on place le châssis dans un moule, on charge le moule de gaz non-oxydant et on verse ensuite le métal en contact avec ce châssis.

   15.- Un procédé de fabrication de coussinets sui- vant l'une quelconque des revendications 9 à 14, carac- térisé en ce qu'on charge le. moule avec un gaz ottenu en brûlant du gaz de gazogène exempt d'hydrogène avec de l'air légèrement en défaut, le gaz résultant comprenant un mélange d'azote et d'acide carbonique contenant moins de 1 % d'oxyde de carbone.

   16. - Un procéda de fabrication de coussinets sui- vant l'une quelconque des revendications 9 à 15, caracté- risé en ce qu'on fait passer un courant de gaz absorbant l'humidité à travers le châssis dans le moule avant de verser le métal.

   17.- Un procédé de fabrication de coussinets sui- vant l'une quelconque des revendications 9 à 16, carac- térisé en ce qu'on fait passer un courant d'azote à tra- vers le châssis dans le moule avant de verser le métal.

   18.- Un procédé de fabrication de coussinets sui- vant l'une quelconque des revendications 14 à 17, carac- térisé en ce qu'on chauffe le gaz avant de le faixe pas- ser à travers le châssis dans le moule.

   19.- Un coussinet en substance comme décrit ci- dessus et comme représenté aux dessine alèses.

   20.- Un procédé de fabrication de coussinets, en substance comme décrit ci-dessus.