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Les roues de métal

L'un des principaux facteurs de déraillement des trains miniatures est le faible poids du matériel roulant versus l'échelle. Un wagon à l'échelle 1:29 devrait peser 1500 livres!! Ce qui est impossible. La première raison du faible poids des wagons est dû aux matériaux utlisés, notammenent le plastique. Ensuite, lorsqu'on réduit une surface de moitié, on réduit son volume quatre fois. En plus d'autres facteurs, on obtient un wagon qui ne pèse que quelques onces... Ce qui nettement insuffisant pour résister aux contraintres des trains de jardin. Il faut alourdir le wagon. Dans les échelles HO et N, on ajoute du poids dans le wagon. Cette méthode est très efficace. L'ajout de roue en métal ne fait que donner un meilleur "look". Les roues de métal aident quand même le wagon à tenir la voie, mais cet effet ne se compare pas avec l'ajout de poids directement à l'intérieur du wagon. De plus, l'intérieur des wagons en HO et en N est rarement détaillé.

En G, où les portes s'ouvrent toujours sur un wagon et où on voit toujours à l'intérieur, il devient plus difficile de "cacher" l'excès de poids ajouté. Cependant, dû à la grosseur de l'échelle, on peut fabriquer des roues en métal très pesantes. C'est la solution adoptée.

Avant de voir plus en détail pourquoi il est primordiale de mettre des roues de métal sous les wagons qui circulent à l'extérieur, faisont un peu de nomenclature.

Noms

La photo ci-haut montre les différentes parties de la roue.

L'essieu: C'est la tige qui relie les deux roues ensemble. Contrairement à l'automobile, l'essieu d'un wagon tourne avec les roues. Les roues sont toujours attachées directement sur ce dernier.

Le boudin: Le boudin de roue (flange, en anglais) est ce qui aide au guidage de la la roue sur le rail. Contrairement à la croyance populaire, le boudin de roue touche RAREMENT le côté du rail. Si vous observez le bas de la photo, vous y verrez un petit trait jaune qui longe la surface de roulement. Celle-ci est légèrement en angle. Grâce à cette angle (qui est inversée sur l'autre roue), la roue est constamment poussée vers l'intérieur de la voie. Comme l'autre roue pousse en sens inverse avec une force égale, l'essieu reste sur la voie. Exemple: dans une courbe à droite, la roue sur la photo aura tendance à se déplacer vers la gauche (par rapport au rail). Comme elle est a l'intérieur de la courbe, elle offrira une plus petite surface de roulement. Elle tournera plus vite que la roue extérieur. La roue qui est à l'extérieur de la courbe aura la réaction inverse. C'est le principe de différentiel.

La surface de roulement: C'est la partie de la roue qui fait contact avec le rail.

La boîte de roulement: En G, ce n'est qu'un cavité dans le bogie de plastique où le prolongement de la tige de l'essieu vient se loger. Sur un wagon prototype, cette tige passe dans une boîte qui renferme un roulement à rouleaux (Roller bearing), ou à friction (Friction truck). La charpente du bogie (truck) du wagon est appuyée sur cette boîte. On appelle cette boîte une "journal box". Comme le bogie n'est qu'appuyé sur cette boîte, les vrais wagons perdent presque toujours leurs roues lorsqu'ils sont renversés sur le côté dans un déraillement.

On entends souvent l'expression "hot box". Un "hot box" (boîte chaude) survient lorsque le roulement à rouleaux (ou a friction) empêche l'essieu de tourner librement. Il y a alors une énorme friction qui se produit dans le roulement. La boîte qui l'enferme commence à surchauffer. Si le train ne s'arrête pas rapidement, l'essieu devient tellement chaud qu'il casse. C'est pourquoi les compagnies de chemin de fer doivent avoir des "hot box detectors" (détecteurs de boîtes chaudes" à tous les 50 milles (90 km). Ces appareils vérifient la température des boîtes de roulement au passage du wagon puis envoi un message radio à l'équipe du train en cas de problème. Lorsqu'un essieu se rompt à cause d'un "hot box", il devient si chaud qu'il faut parfois attendre plus de 2 jours pour pouvoir le toucher à main nue!

Les compagnies de trains miniatures commencent à fabriquer de plus en plus d'essieux avec des boîtes de roulement pour l'échelle G. Ces boîtes sont munis de roulement à bille. Si le roulement devenait défectueux, les roues vont arrêter de tourner. Le poids du wagon n'est pas suffisant pour créer un surchauffement.

Les désavantages des roues de plastique.

Roues Plastique

Les roues de plastique sont trop légèrent. Les gens qui font du modélisme en G à l'intérieur peuvent se permette de garder les roues d'origine en plastique sous leurs wagons, les trains étant rarement longs (plus de 10 wagons). Dehors, où les trains peuvent atteindre de bonne longueur, il est nécessaire d'avoir des roues pesantes, de façon à ce que les wagons restent sur la voie dans des conditions de vent. Les déraillements avec des wagons trop léger surviennent aussi lorsque l'on veut faire marche arrière. Sur un wagon prototype, l'attelage (coupler) est attaché sur le châssis du wagon. La poussée se fait toujours avec une force parallèle à la voie. Sur un wagon en G, l'attelage est attachée au bogie (truck), ce qui donne une poussée à 80% parallèle avec la voie et à 20% perpendiculaire avec la voie. Ce phénomène se crée à cause de la forme de l'attache et la longeur du bras de celle-ci. Si le wagon est trop léger, le 20% est suffisant pour faire passer les roues par dessus le rail, causant ainsi un déraillement. Ça se produit généralement dans une courbe.

Les roues de plastique salissent les voies. Lorsque le soleil chauffe les voies, celles-ci peuvent atteindre une température relativement plus élevée que l'air embiant. Ce phénomène est dû aux propriétés du métal et à l'effet de radiation de la chaleur par le sol. Cette température est suffisamment élevée pour que les roues pertent une légère couche de plastique sur la voie. Vous ne verrez pas vos roues fondrent à vue d'oeil! Mais cette couche microscopique est un parfait isolant électrique. Que vous utlisez le courant des voies pour faire fonctionner vos locomotives ou non, cette couche vous nuira inévitablement, soit en empêchant le courant de passer, soit en noircissant le haut du champignon de rail, ce qui réduira l'adhérence des locomotives..

Les roues de plastique offrent beaucoup de résistance. Ceci est dû à la mollesse du plastique. Le plastique tend à absorber les chocs, se qui augmente la résistance au roulement.

L'esthétisme. Ces critères font appelle au goût de chacun:

  • La couleur des roues en plastique n'est pas protoype. Les roues en plastique sont complètement noires, ce qui est irréaliste aux yeux de plusieurs.
  • Les roues de plastique ont souvent des traces de moule (dû à un mauvais moulage à l'usine).
  • Les roues de plastique ne font pas de bruit. On entends jamais de "clique-ti clack" de roue qui passe sur un joint de rail. C'est probablement l'un des sons les plus associés avec les chemins de fer. Avec des roues en métal, on a pas besoin de l'ajouter de façon électronique, puisqu'il se produit de façon naturel.
  • Les boudins sont souvent "cochés" à cause des coups qu'ils subissent en passant des les coeurs d'aiguillage. En plus de n'être pas très joli, cela peut nuire aux performance de la roue.

Les avantages des roues en métal

Roues metal

En plus de ne pas avoir les défauts des roues de plastique, les roues de métal on en plus:

La possibilité de devenir des sources de courant. Si vous voulez ajouter des lumières à un wagon, vous pouvez ajouter de petites lames de métal qui frotteront sur l'intérieur de la roue et ainsi avoir de l'électricité dans votre wagon.

Elles se salissent moins vite. Les roues de métal ont moins tendance à amasser la couche d'oxydation qui se forme sur les voies. Mais un nettoyage périodique est quand même requis.

Elles offrent très peu de résistance au mouvement. Lors de la construction du C&StL, il y avait des voies qui était au niveau, si on se fiait à un niveau à bulles conventionnel. En mettant sur les voies un wagon équipé de roues en métal, le wagon se mettait à rouler seul. Un niveau électronique nous a permis de constater qu'il y avait une pente de... 0,2%!

Les désavantages des roues en métal.

Elles sont dispendieuses. Les roues de métal se vendent généralement en paquet de 4 essieux. Donc ça prend un paquet par wagons. Un paquet se vend entre 20$ et 35$, selon le magasin et la compagnie. Les prix baissent beaucoup lorsque vous achetez en quantité de 200 et +. Mais avant de passer une telle commande, je vous conseille fortement de tester un ensemble de roue, car elles n'ont pas toutes le même profil et le même diamètre. Le diamètre de la roue varie selon votre échelle et votre matériel roulant. Un wagon-citerne des années 2000 n'a pas le même diamètre de roue qu'un wagon-citerne des années 1950.

Un bon truc pour "amortir" les coûts. Calculer toujours le prix des roues en métal dans le prix du wagon. Si un wagon à 70$ vous intéresse, dites-vous qu'en réalité il vous coûte 100$. N'ATTENDEZ PAS avant d'équiper vos wagons avec des roues de métal. Souvent, on attends d'avoir 10 wagons. D'un seul coup, il faut investir près de 300$ seulement pour des roues. Lorsqu'on achète seulement des roues, on a pas l'impression de faire une dépense utile pour le réseau. Alors on se décourage, on entends et... les wagons n'auront jamais de roues en métal. Les modèlistes d'expérience achètent toujours un lot de roues à l'avance.

Le joint de nylon finit par ne plus tenir la roue en place. Ce petit joint de nylon sert à créer une isolation électrique entre la roue et l'essieu. Sinon, le courant passerait d'un rail à l'autre et un court-circuit se produirait. Ce joint n'est présent que sur une seule des deux roues de l'essieux. Certaines compagnies fabriquent des essieux avec des joints aux deux roues. Si vous utilisez des bogies en métal, vous devrez absolument mettre les joints de nylon du même côté sur les deux essieux. Fautes de quoi, vous provoquerez un court-circuit. À la longue, ce petit joint finit par rappetisser (surtout au soleil) et la roue se détache. Comme la roue ne peut se déplacer vers l'extérieur (à cause du bogie), elle se déplacera vers l'intérieur et tombera sur l'essieu. Elle pourra faire court-circuit avec le rail. Un wagon peut parcourir plusieurs centaines de peids avec une roue en moins avant de dérailler.

joint nylon

Pour remédier au problème, j'ai collé mes roues avec de la colle de type Epoxy pour acier. J'ai appliqué la colle pour quelle tienne la roue et l'essieu. Cette colle est non conductive, donc le courant ne passe pas.

Joint colle

Que vous ayez besoin de coller vos roues ou non, assurez-vous toujours qu'elles ont le bon écartement avant de les installer. On vérifie l'écartement des roues à l'aide d'un "gauge". Kadee en fabrique un qui est à même le testeur d'accouplage. La NMRA en vends un autre modèle. Il s'agit d'une petite plaque de métal dans laquelle deux coches on été faites.

Gauge

Les boudins de roue doivent entrer précisément dans ces coches. On doit faire tourner l'essieu avec les boudins dans les coches pour s'assurer que les roues sont parallèles entre elles.

Gauge + roues

Les boudins de roue

Il existe deux types de boudin de roue dans le monde du G. Les boudins standards et les boudins "fine scale". Les boudins standard sont ceux que l'on retrouve sur les roues d'origine en plastique et sur la plupart des roues en métal. Ces boudins ont ceci de particulier: ils ont été volontairement exagéré sur la hauteur. Cette disproportion permet de faire tenir les wagons sur la voie plus aisément.

Les modèlistes qui font des modèles hyper réalistes font du "fine scale" (échelle précise). Pour eux, cette exagération est inacceptable. Des compagnies fabriquent des roues où le boudin est réellement à l'échelle (beaucoup plus court que le boudin standard). Les wagons ont l'air plus vrais, mais souffre d'un manque de fiabilité sur les voies, surtout lorsqu'on les poussent à reculons dans un courbe. Les modèlistes de "fine scale" ne sont pas des gens qui font rouler beaucoup de trains. Ils exposent plutôt leur chef d'oeuvre sous des couvercles de plexiglass. Dans ce cas, la hauteur des boudins de roue ne nuit pas beaucoup aux performances...

La couleur

La couleur des roues en métal est souvent irréaliste. Elles sont souvent recouvertes d'un fini chromé pour les protéger de la rouille. Ce qui leur donne un aspect brillant. Les roues protoypes sont plutôt couleur brun-rouille. Alors si le soucis du détail vous tient à coeur, vous devrez peindre vos roues. Faites attention de ne pas mettre de peinture sur la surface de roulement, le boudin et la tige de roulement, ce qui nuirait grandement aux performances de la roue, en plus de laisser de la peinture écaillée sur la voie.

La pose

La pose des roues en métal s'effectue en tirant légèrement sur l'essieu vers le côté gauche du wagon. Avec les doigts, on tire légèrement sur la boîte de roulement droite, en sens inverse. L'essieu va sortir de la boîte de roulement. Il ne faut surtout pas mettre de force excessive, sans quoi on risque de casser le côté du longeron du bogie. Pour insérer les roues de métal, on insère d'abord une tige dans sa boîte de roulement, puis on tire délicatement sur l'autre boîte de roulement. Puis on vient y mettre l'autre bout de la tige de roulement.

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