DFB Dampfbahn Furka-Bergstrecke AG
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Les locomotives du Chemin de fer de la Furka / Brigue-Furka-Disentis
(Un article publié en 1916)
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Revue polytechnique suisse - Schweizerische Bauzeitung |
14 octobre 1916, volume 68, no. 16 |
Article publié avec l'autorisation
de l'éditeur: Schweizer Ingenieur und Architekt,
Case postale, 8021 Zurich
Traduit de l'allemand en février 2002 par Claude Solioz
La reproduction de tout
ou partie de ce texte et/ou des illustrations n'est autorisée qu'avec
l'accord explicite de la rédaction et avec l'indication de la
source.
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Les locomotives du Chemin de fer de la Furka
(Brigue-Furka-Disentis) |
Les projets de chemins de fer haut-valaisans
ont évolué
en fonction des différents systèmes d'exploitation
proposés. Le dernier en date est celui du type Hanscotte qui, au lieu
d'un rail-crémaillère, prévoit un rail de friction central
surélevé qui fait office de rail auxiliaire et de freinage dans
les pentes allant jusqu'à 90 ‰ ainsi que des mécanismes
indépendants pour l'entraînement des roues de traction par
adhérence et du mécanisme auxiliaire de la locomotive. Un
argument contre l'emploi de ce rail central était sa position saillante
au dessus du niveau supérieur du rail qui aurait exclu l'utilisation du
matériel roulant du Chemin de fer Rhétique à cause de la
timonerie des freins. Finalement, le rail-crémaillère selon le
système Abt a été proposé et mis en œuvre. Il
est regrettable que, contrairement au projet initial qui prévoyait des
inclinaisons maximales de seulement 90 ‰, celles-ci aient
été augmentées à 110 ‰ et que les rayons
minimaux des courbes dans les tronçons à
crémaillère aient été diminués à 80
m. Lors de la réalisation, les rayons de certaines courbures ont
même été ramenées à 60 m. Le programme pour
la fourniture des locomotives prévoyait: remorquage d'un train de 60 t
sur des rampes maximales de 110 ‰ à une vitesse de 12 à 14
km/h. Ces exigences ont fait que le choix s'est porté sur une locomotive
3/4 à essieux couplés, capable de parcourir sans
difficultés également des courbes serrées.
Les locomotives à adhérence
mixtes à vapeur surchauffée décrites ci-dessous ont
été construites par la "Schweizerische Lokomotiv- und
Maschinenfabrik (SLM)" à Winterthur d'après ses propres plans
selon le système Abt, donc avec des dispositifs de propulsion
indépendants par adhérence et par crémaillère Abt.
La nouveauté est qu'elles fonctionnent comme des locomotives à
deux cylindres sur des tronçons à adhérence, alors que
dans la crémaillère elles travaillent comme des locomotives
à double expansion, l'effet compound étant obtenu grâce
à la différence des volumes des cylindres et par l'emploi de
vapeur surchauffée.
L'effet de la double expansion avait certes déjà été
utilisé en 1889 pour les premières locomotives du Chemin de fer
St.Gall-Gais, construites d'après le système de
l'ingénieur responsable A. Klose, qui était aussi inspecteur des
machines du V.S.B. à cette époque. Ce système n'a
trouvé une plus large diffusion qu'avec l'apparition du "Système
Winterthur" de la SLM. Ce type de construction, utilisé pour la
première fois en Suisse pour le Chemin de fer routier Appenzell
(St.Gall-Gais) et pour le Chemin de fer du Brünig, a également deux
groupes de cylindres distincts pour la traction par adhérence et par
crémaillère, toutefois les cylindres à l'alésage
identique sont disposés par paires à l'extérieur du
châssis et l'effet compound est obtenu par l'action exercée par
les cylindres (supérieurs) de le crémaillère sur l'essieu
moteur du mécanisme de la crémaillère au moyen d'un
engrenage.
Le mécanisme de
traction par adhérence des locomotives de la Furka est composé de
trois essieux couplés, l'essieu médian étant
entraîné, et d'un bissel avant. Les deux premiers essieux
couplés portent le mécanisme de crémaillère,
l'essieu arrière a un jeu latéral de 2 x 23 mm et l'essieu
porteur 2 x 70 mm. Etant donné qu'il y fallu recourir à des
châssis extérieurs, des manivelles de type "Hall" étaient
nécessaires pour les trois essieux couplés. Le mécanisme
de propulsion par adhérence est actionné par les cylindres
extérieurs qui ont un alésage de 420 mm et une course de 480 mm.
A la sortie des cylindres, la vapeur est directement éjectée dans
la tuyère d'échappement.
L'engrenage de la crémaillère et ses
freins sont logés dans un châssis particulier en acier
moulé qui s'appuie en deux points sur l'essieu moteur du groupe
propulseur à adhérence et à un endroit sur le centre, de
forme sphérique, du premier essieu couplé. Grâce à
cet agencement, la flexion de ressort est totalement exclue, les petits
écarts dus à la propulsion étant compensés par
l'élasticité de la vapeur. |
 |
|
 |
| Coupes à travers la roue dent
ée avant et les cylindres. |
|
Coupes à travers le bissel et
l'essieu moteur. |
| Données principales des locomotives à
adhérence mixte et vapeur surchauffée type Winterthur du Chemin
de fer de la Furka |
| Propulsion par adhérence: |
|
|
|
| Diamètre des cylindres |
|
420 |
mm |
| Alésage |
|
480 |
mm |
| Diamètre des roues motrices |
|
910 |
mm |
| Diamètre des roues porteuses |
|
600 |
mm |
| Empattement du véhicule |
|
5325 |
mm |
| Poids |
|
35,94 |
t |
| |
|
|
|
| Poids de la machine |
|
|
|
| en ordre de marche: |
|
|
|
| Diamètre des cylindres |
|
560 |
mm |
| Alésage |
|
450 |
mm |
| Cercle primitif des roues dentées |
|
688 |
mm |
| Nombre de dents |
|
18 |
|
| Pas de la denture |
|
120 |
mm |
|
|
Données concernant la
chaudière:
| Pression de la vapeur |
|
14 |
at |
| Surface de chauffe |
|
|
|
| directe |
|
6,83 |
m² |
| de 103 tubes bouilleurs 41/45 |
|
42,50 |
m² |
| de 15 tubes à
fumée 119/127 |
|
17,28 |
m² |
| du surchauffeur |
|
17,20 |
m² |
| totale |
|
83,81 |
m² |
| Surface de grille |
|
1,4 |
m² |
| Surface de grille libre |
|
0,8 |
m² |
| Contenance en eau |
|
2,6 |
m² |
| Contenance des soutes à eau |
|
3,15 |
m² |
| Charbon |
|
17,20 |
m² |
| Poids à vide de la machine |
|
33,80 |
t |
| Poids de la machine en ordre de marche |
|
42,02 |
t |
|
 |
| Locomotive tender à crémaillère à voie
étroite mixte du Chemin de fer Furka-Oberalp, série HG 3/4,
coupes longitudinale, horizontale et plan. |
Les cylindres à basse pression
intérieurs ont un
alésage de 560 mm et une course 450 mm. Ils actionnent l'essieu
arrière du mécanisme de crémaillère qui est
relié à son essieu avant par une bielle d'accouplement. Les deux
roues dentées sont flanquées de disques de freinage
rainurés, actionnés par deux freins à main agissant
séparément, chacun sur un côté de la machine. Le
rapport des volumes de vapeur entre haute et basse pression est de 1:1,9. Le
rail-crémaillère est posé à partir d'une
inclinaison de 40 ‰. La commutation en mode double expansion se fait au
moyen d'une vanne de renversement. La commande des cylindres extérieurs
est du type Heusinger, celle des cylindres intérieurs du type Joy. Les
deux groupes de cylindres sont équipés de clapets à
boisseau.
La locomotive no. 1 est
la seule de la série à être équipée de
commandes séparées, permettant des entrées/sorties de
crémaillère aisées et la gestion précise des
remplissages des cylindres dans les montées et descentes. Les
locomotives nos. 2-10 ont des commandes jointes très
appréciées car elles excluent toute erreur de manipulation. La
séparation des commandes offre de très gros avantages au
conducteur consciencieux et appliqué qui sait intégralement tirer
parti de l'état d'adhérence des rails. La commande groupée
quant à elle simplifie la conduite, avantage appréciable en cas
d'inexpérience de cette ligne ferroviaire réputée
très difficile.
Le plus
grand diamètre intérieur de la chaudière mesure 1218 mm.
Il s'agit d'une chaudière de locomotive normale, équipée
d'un surchauffeur à tubes de fumée de type Schmidt et d'une
boîte à feu en cuivre, dont le ciel de foyer est incliné
vers l'arrière. Le ciel de foyer est recouvert de 100 d'eau quand la
locomotive se trouve dans une descente de 110 ‰, alors qu'avec le
même contenu en eau, le niveau se situe 200 mm au dessus du sommet de la
boîte à feu dans les montées à 110 ‰. La
chaudière contient 103 tubes bouilleurs de 41/45 mm de diamètre
et 15 tubes à fumée d'un diamètre de 119/127 mm avec
chacun quatre tubes surchauffeurs de 24/34 mm de diamètre. Sur le
dôme se trouvent deux soupapes de sécurité Popp. Un
appareil fumivore Langer est installé contre la plaque arrière de
foyer.
La chaudière
contient 2,6 m3 d'eau et 0,89 m3 de vapeur quand le niveau d'eau se situe 120
mm au dessus du ciel de foyer. La chaudière est équipée
des garnitures habituelles, dont deux injecteurs de type Friedmann ayant un
débit de 120 l/min. chacun. |
Cinq systèmes de freins sont
installés sur les locomotives:
- Un frein à six sabots
agissant sur les trois essieux propulseurs à adhérence. Il peut
être serré manuellement ou par des cylindres de frein à
vide. Le rapport de démultiplication est de 10,2 pour le frein à
vide et de 885 pour le frein à main.
- Deux freins de
crémaillère, dont les rubans garnis de fonte grise agissent sur
des réas entaillés, chaque frein peut être actionné
séparément par le chauffeur ou le conducteur au moyen de
manivelles.
- Un dispositif de freinage usuel
pour la crémaillère qui agit par compression de l'air contenu
dans les cylindres. Son avantage est d'être particulièrement
efficace et aisément réglable quand la machine fonctionne comme
une locomotive à deux cylindres. Il peut être utilisé
jusqu'à des pentes minimales de 2,5 ‰. L'appareillage de traction
et de choc est identique à celui du Chemin de fer Rhétique et
à celui choisi pour équiper le "Schöllenenbahn", dont le
matériel roulant sera aussi en circulation dans les Grisons et en
Valais.
|
| Le tableau suivant indique les vitesses de marche dans
différentes côtes avec un poids brut remorqué de 60
t: |
| Rampe: |
|
Rampe: |
| 0 |
à |
20 |
‰ |
|
40 (45) |
km/h |
| 20 |
à |
40 |
‰ |
|
40 à 28 |
km/h |
| 40 |
à |
60 |
‰ |
|
20 |
km/h |
| 60 |
à |
70 |
‰ |
|
20 à 18 |
km/h |
| 70 |
à |
80 |
‰ |
|
18 à 16 |
km/h |
| 8o |
à |
90 |
‰ |
|
16 à 15 |
km/h |
| 90 |
à |
100 |
‰ |
|
15 à 14 |
km/h |
| 100 |
à |
110 |
‰ |
|
14 à 13 |
km/h |
|
| L'effort au crochet de traction est de
650 à 12'300 kg. |
