[Apogée Vapeur] La quadrature du prisonnier

[Apogée Vapeur]

Sur notre nouvelle page de conversion d'une 1.131 TB Hornby et sur le présent fil de ce Forum, nous allons vous présenter notre feuilleton de l'automne : la quadrature du prisonnier.
Le défi est simple à énoncer : comment monter ces belles roues...



... sur cette antiquité attachante, mais vénérable ?



Nombre d'entre vous ont renoncé à nos roues à cause d'un tel écueil : suivez l'évolution de cette page et n'hésitez pas à intervenir.

[Apogée Vapeur]

Dans de nombreux cas, la conversion d'une locomotive avec nos roues en normes RP25-88, sans parler du Proto'87 dans ce cas précis, pose deux défis :
- L'essieu prisonnier du chassis n'est pas facile à remplacer par un essieu aux deux portées chassées sur place,
- La roue droite doit être calée en avance d'un quart de tour sur la gauche pour que l'embiellage fonctionne sans point dur.
La grande difficulté est de réussir un montage non voilé dans lequel le décalage angulaire des roues, ou plus simplement "calage", soit identique sur tous les essieux.

Une approche consiste à nous confier ce travail, mais hélas nous avons dû y renoncer car nous ne parvenons plus à gérer ce genre de chantier où chaque montage est différent.

Une autre approche, ou plutôt une demi-mesure, consiste à vous livrer l'axe monté sur une roue, en vous laissant monter et caler l'autre.



Nous travaillons ainsi avec plusieurs d'entre vous, mais il faut bien admettre que la difficulté n'est pas vraiment moindre par rapport à un montage complet.
Le pis-aller, naturellement, consiste à installer des roues basées sur un axe à portée carrée, tel que les propose Markits à la suite de Romford.
Nous écrivons le pis-aller, car il ne nous serait pas possible d'assurer la précision et la durabilité d'un tel emmanchement dans une pièce moulée en bronze.

[Apogée Vapeur]

Cela fait longtemps que nous cherchons une solution qui diminue la compétence et l'outillage nécessaire chez le modéliste, tout en assurant une géométrie de qualité, malgré l'immense éventail de problèmes posés par les montages de toute nature que l'on rencontre sur les modèles réduits de locomotive.
Voici donc l'approche Quadra.
Nous usinons deux de nos axes standard pour que la longueur totale des deux parties soit égale à la longueur de l'axe d'origine.



Chaque moitié est dressée, centrée, percée et alésée pour un assemblage sans jeu.
Ces deux moitiés sont jointes par une goupille rectifiée, gage de précision.
Nous pouvons partir d'axes de 3.18 mm, 3.00 mm, 2.40 mm ou 2.00 mm.

[Apogée Vapeur]

Les deux parties sont de longueur inégale pour tenir compte du pignon d'entraînement de nombreux modèles.



Que ce pignon soit entré ou non, il se montera toujours sur un seul demi-axe et il suffira d'un moletage, d'une vis pointeau ou de colle pour l'immobiliser.

[Apogée Vapeur]

Voici donc comment nous vous expédierons vos roues dans le cas d'un montage Quadra.



Les roues sont montées (rayonnage, bague isolante et bandage), et la roue est chassée sur un demi-axe Quadra court ou long.
Une goupille est chassée par nos soins dans le demi-axe court, et immobilisée à la Loctite comme la roue proprement dite.
Cette approche permet de découpler les deux difficultés classiques de ce montage : nous vous assurons mécaniquement que l'essieu ne sera pas voilé, à vous ensuite d'assurer le calage uniforme de tous vos essieux.
Au montage, vous insérez les paliers et le pignon, et vous posez une micro-goutte de Loctite sur la goupille avant de presser les roues l'une contre l'autre en un seul mouvement.
Il faudra impérativement presser le centre, donc le bout de l'axe, et non la roue : c'est la condition pour éviter tout voilage.
Là aussi, nous allons vous aider...

[Apogée Vapeur]

Pour l'instant, je me sens observé mais solitaire...

Un Quarterer plus adapté



Pour notre usage, le Quarterer NWSL présente deux problèmes : il a de la matière là où nous n'en voulons pas, et abime les axes.
Tout le bloc central est gênant sauf une fonction : centrer l'axe au niveau horizontal de la pointe du V dans ses mors.



Quant aux touches, elles présentent deux excès de matière pour notre application : un tenon de décolletage juste à l'endroit critique, et un diamètre trop important.



Modifier les touches est facile, on reprend au tour la face que l'usineur a décolletée du mauvais côté et on crée un grand chanfrein conique qui diminue la face de contact à un diamètre de 2.4 mm.
Ainsi, la touche est en contact avec l'axe et non avec la fonderie du rayonnage, ce qui évitera de voiler celle-ci lors du pressage.
Du bloc central, on ne conserve que les goupilles qui servent de colonnes de guidage.



Maintenant, un peu d'huile de coude...
Dans deux chutes de tôle d'inox d'épaisseur 0.5 mm, mesurant approximativement les mêmes dimensions que le bloc central, on trace et on perce l'emplacement des deux axes de colonnes de guidage et l'emplacement de l'axe de l'essieu.



On agrandit les trous à la dimension requise et on détoure patiemment les formes utiles à notre application.
Notre outil est maintenant plus adapté à sa tâche, d'ailleurs il pourrait déjà caler des essieux de CC1100 !
A ce soir...

[Le Baroudeur]

Bonjour,

Sujet extrêmement intéressant, surtout pour les kits ML. Sur la modifications de l'outil NWSL, vous refaites deux tôles en inox. Je vois que les percements et reprises sont faites grosso-modo, il n'y a donc pas besoin de précision à cet endroit ? L'axe à sertir doit tout de même bien être horizontal à l'aplomb des deux touches modifiées non ?

[Apogée Vapeur]

Le but de l'outil dans notre cas est de presser les deux demi-axes l'un contre l'autre, sans bouger les manetons : les efforts sont petits et la précision n'est pas donnée par l'outil mais par les usinages.
La référence angulaire donnée par les V des mors entre les manetons ne sera pas précise, mais sera exactement répétable d'un essieu à l'autre.
Je rappelle qu'ici les roues sont d'équerre avant notre montage et ne sont absolument pas touchées par l'opération : le chassage des roues est totalement découplé de la fonction de calage.
L'ajustage soigneux permet d'avoir des pièces suffisamment précises dans le cas de nos essieux Quadra : c'est la goupille rectifiée et la qualité de l'usinage, finition par alésage au centième, qui permettent de guider l'assemblage de manière tout à fait rectiligne.

Montage d'un essieu Quadra



Il peut être nécessaire de parfaire le taraudage M1.7 du maneton : pour cela, utiliser un taraud de qualité monté dans un drille à main de qualité aussi.
Danger : un taraud ne plie pas, il casse...



Ensuite, monter un maneton modifié Apogée dans un porte-outil XActo par exemple, celui dans lequel on insère des lames de scalpel va très bien.



Poser le Quarterer modifié sur les mors d'un étau de machine, aux mors bien parallèles.
Engager légèrement la goupille du demi-axe court dans le demi-axe long, la goupille doit être encore visible, et poser dans le logement des deux tôles de l'outil.



Pivoter les deux manetons jusqu'à ce qu'ils soient en contact avec la face arrière du V de gauche, et la face avant du V de droite : votre essieu est calé.
Déposer une petite goutte de Loctite directement sur la goupille, et presser doucement avec l'étau jusqu'à ce que les deux demi-axes entrent en contact.



Seules les touches des deux mors pressent longitudinalement sur l'axe, et sur rien d'autre.
Avec la précision de la goupille et de nos usinages, ce pressage n'entraînera aucun voilage notable !
Votre essieu est maintenant tout à fait fonctionnel, et si nous avons illustré ici l'essieu seul, le fait d'ajouter des paliers et un pignon ne changera rien au principe mécanique utilisé.

[Le Baroudeur]

Ah oui, je comprends, eh bien c'est vraiment bien mené, BRAVO !

[JLBR]

Deux petites remarques
1°/ Je ne connais pas la matière des flancs du Quaterer, ni la qualité du "V" (a savoir quelle est sa tolérance angulaire, mais des flancs en acier dur (80kg) et des colonnes rectifiées parfaitement guidées éviteraient ABSOLUMENT tout problème de pressage même si les mors de l'étau ne sont pas bien parallèles, même si la poussée est inégale le serrage sera toujours parfait.
2°/ les guides en feuille de 5/10° d'épaisseur sont largement suffisants, cependant la largeur mais surtout la profondeur de la lumière auraient intérêt quand même à être adaptées à chaque diamètre d'axe pour éviter tout emmanchement légèrement bancal.
Je pense que des plaques photodécoupées en arcap seraient suffisamment précises pour répondre à cet usage. Cela dit, si la goupille qui relie les deux demi-axes peut entrer sans forcer d'environ 1,5mm (soit un peu plus que son diamètre) alors il devient très improbable que cela se mette en crabe au moment du serrage. et un serrage genre H7 m6 serait indémontable et éviterais d'utiliser de la colle.
Ce ne sont que des réflexions hein

[Le Baroudeur]

Bonsoir,

C'est bien au second point soulevé par JLBR que je pensais tout à l'heure, mais bon apparemment l'axe, avec son usinage très précis, s’emmanche correctement.

[Apogée Vapeur]

Deux petites remarques

Au total, j'en compte six, et le problème... c'est qu'elles sont toutes pertinentes !
On dirait que tu as travaillé "un peu" dans un bureau d'études...

1°/ Je ne connais pas la matière des flancs du Quaterer, ni la qualité du "V" (a savoir quelle est sa tolérance angulaire,

C'est un plastique injecté non spécifié genre Rilsan (POM), mais bien sûr la matière est assez tendre et souple, ce n'est pas fait pour être à toute épreuve.
La tolérance angulaire ne me semble pas vraiment critique dans ce cas, puisque l'angle de calage n'est pas à respecter absolument, par contre la répétabilité de cet angle dans tous les essieux du train est absolument essentielle pour éviter tout point dur.

mais des flancs en acier dur (80kg) et des colonnes rectifiées parfaitement guidées éviteraient ABSOLUMENT tout problème de pressage même si les mors de l'étau ne sont pas bien parallèles, même si la poussée est inégale le serrage sera toujours parfait.

C'est complètement vrai, mais cette technique "Panzer" se prête plus à un outillage "pro" qu'à un accessoire proposé au modéliste, car on approche de 100 à 200 € par mors fraisé CNC.
Compromis, chose dûe : pour concilier une rigidité raisonnable avec un guidage sans reproche un guidage en laiton sur une goupille rectifiée devrait faire l'affaire.
Les deux flancs peuvent être en Rilsan massif taillés à la CNC dans un profil de 10mm (épaisseur) par 15mm (hauteur), avec deux paliers laiton sur les colonnes et chassés dans les mors on doit y arriver à un coût raisonnable.
Ce compromis nécessite d'avoir un étau de qualité.

2°/ les guides en feuille de 5/10° d'épaisseur sont largement suffisants, cependant la largeur mais surtout la profondeur de la lumière auraient intérêt quand même à être adaptées à chaque diamètre d'axe pour éviter tout emmanchement légèrement bancal.

Tout à fait vrai : dans notre gamme, les axes "standards" sont de quatre diamètres différents, 2.00 mm, 2.40 mm, 3.00 mm, 3.18 mm.

Je pense que des plaques photodécoupées en arcap seraient suffisamment précises pour répondre à cet usage.

Moi aussi, mais en remplaçant l'arcap par de l'inox on peut sortir des gravures deux fois moins chères.

Cela dit, si la goupille qui relie les deux demi-axes peut entrer sans forcer d'environ 1,5mm (soit un peu plus que son diamètre) alors il devient très improbable que cela se mette en crabe au moment du serrage.

C'est tout à fait confirmé par mes essais !

et un serrage genre H7 m6 serait indémontable et éviterais d'utiliser de la colle.

Les goupilles rectifiées centerless disponibles sur le marché sont à un diamètre tolérancé "h7", soit une plage de tolérance de 6 microns sur le diamètre de 1.5 mm... ce n'est pas beaucoup...
Sur l'alésage, avec les moyens techniques de mon atelier, je ne peux pas espérer mieux que - disons - le centième.
La différence entre un ajustement "glissant juste", "maillet" et "presse" se trouve dans ce centième !
Pour une interchangeabilité assurée, je préfère donc garantir que le centième en question soit du bon côté, sans obliger à alourdir considérablement l'effort de serrage dans le cas le plus défavorable de la dispersion des tolérances, mettant en danger le matériel acquis par le modéliste.
L'effort peut aller facilement de 1 à 10.
Dans mes essais, un tour d'étau se fait avec un effort tout à fait supportable, et le point de colle est là pour une assurance "ceinture et bretelles".

Ce ne sont que des réflexions hein

Chapeau et merci !

[JLBR]

La tolérance angulaire ne me semble pas vraiment critique dans ce cas, puisque l'angle de calage n'est pas à respecter absolument, par contre la répétabilité de cet angle dans tous les essieux du train est absolument essentielle pour éviter tout point dur.

C'est vrai lorsqu'il s'agit d'un train complet, c'est moins vrai lorsqu'il s'agit d'un essieu isolé. Je pense notamment à des réparations sur un engin existant. Par exemple un essieu moteur dont une roue se barre dans la courbe d'une aiguille (ne rigole pas cela m'est arrivé)
A moins que cela ne pose un gros souci de fabrication '(encore qu'avec un plateau diviseur cela ne devrait pas poser de problèmes) cela serait un plus que l'angle du "V" soit parfaitement à 90° et puisse servir de référence en cas de besoin. Parce que d'après ce que j'ai pu lire ici ou là le Quaterer "serait" un peu approximatif de ce côté là

[Apogée Vapeur]

C'est sûr qu'avec une roue en moins, la machine ira beaucoup moins bien !
Selon mes petits essais, on ne peut pas attendre des miracles en effet de l'outil d'origine.
En posant une équerre au fond du V, il y a comme qui dirait un petit jour...

Autre souci : pas simple de poser le châssis de la 1.131TB en biais entre les flasques pour faire du calage "in situ".
Les goupilles qui servent de guidage sont beaucoup trop rapprochées, on interfère largement avec l'étau.
Avec les goupilles un peu plus écartées c'est mieux, et on trouve de bons étaux plus dégagés sur les côtés.
Évidemment, cette fois, il ne reste plus rien de l'outil d'origine !

Pour un guidage plus précis, on voit aussi un point un peu gênant sur les photos quand les tôles se mettent de travers.
On peut empiler des rondelles pour faire une épaisseur calibrée.
Les spécifications pour un outil se dessinent petit à petit...

Je risque de décaler un peu la finition de cette 1.131TB, mais c'est le principe de ce feuilleton de l'automne !
Actuellement, je poursuis deux pistes :
- Préparer des bruts et usiner CNC en interne des flasques en Rilsan et des douilles en laiton.
- Faire usiner en CNC des flasques métalliques par un atelier protégé de ma connaissance, qui travaille avec des personnes atteinte du syndrome de Down (trisomie 21) : cela fait longtemps que j'ai envie de lancer un projet de ce genre, on verra si cela peut en être l'occasion, il y a plusieurs autres idées.

[Nicolas p]

On envoi ou son outil NWSL Et les axes, c'est possible

C'est bien le train miniature, tu pars 1 semaine et quand tu rentre, c'est la révolution

El quadra al pueblo