Chargement de couronnes de fil pour wagon plat à bogies

Page créée le 01/09/2021 ; mise à jour le 16/05/2024.

Étude préliminaire

Ce chargement concerne des couronnes de fil dit fil-machine qui peuvent peser jusqu’à 2,4 t. Ce fil sert entre autres à la fabrication de… fil (eh oui !), mais aussi de treillis et de fers pour béton armé, etc. Voir ce lien fourni par Mathieu sur le forum Loco-Revue.

Sur les wagons R90 réels, on voit la plupart du temps les couronnes disposées en deux couches. La première comporte quinze couronnes, la seconde sept. Ces dernières sont chargées au centre du wagon, ce qui m’étonne un peu. Je les aurais plutôt placées au-dessus des bogies, mais il y a sûrement une bonne raison. Si on compte bien, 22 couronnes de 2,4 t font 52,8 t : on atteint pratiquement la charge C maximale de 55 t pour un plat Res 90.

Cliché Patrick Sambourg (extrait) sur wagons-europe.net.

Dimensions d’une couronne

Les dimensions des couronnes sont variées. D’après le lien cité ci-dessus, voici celles qui nous intéressent.

Cote (mm)	Réelle	1:87
Longueur maximale	2 000	23,0
Diamètre extérieur	1 300	14,9
Diamètre intérieur	800	9,2
Diamètre du fil	6 à 16	0,07 à 0,18

En pratique, le fil choisi sera surdimensionné, ainsi que le diamètre intérieur, de façon à alléger chaque couronne tout en respectant son diamètre extérieur.

Le bobinage se fera donc sur un noyau de 11 mm (tube Evergreen), en trois couches. Pourquoi trois ? Parce que c’est ni trop, ni trop peu… Le fil utilisé est du fil de fer / acier galvanisé ⌀ 0,3 mm, facile à trouver en grande surface de bricolage. Actuellement, le meilleur prix est de 4,60 à 4,70 € les 50 m. Si l’on veut fabriquer une grande quantité, on peut trouver beaucoup moins cher, et c’est vendu au kilogramme : cela revient à 0,44 € les 50 m, dix fois moins cher qu’en GSB !

À noter qu’il existe du fil de laiton paradoxalement moins cher que le fil de fer. Mais il sera plus difficile d’obtenir le rendu correct de la couleur !

Quelle longueur de fil pour une bobine ?

Pour une raison de solidité de la future bobine, la première couche sera à spires jointives (ou quasi). En tenant compte d’un coefficient de foisonnement, je calcule un espace de 0,4 mm (et non 0,3) par spire, sur une longueur de 23 mm, ce qui nous fait une soixantaine de spires. Les autres couches auront des spires plus lâches, disons deux fois moins, soit 30 spires par couche. Cela fait un total de 120 spires. Si je prends un diamètre moyen de 12,5 mm, donc une circonférence de 39 mm, cela donne une longueur de fil de 4,7 m. Pour réaliser 22 couronnes, il nous faut à peu près 100 m, donc deux bobines achetées en magasin de grande surface.

Quel sera le poids d’une bobine ?

Si je me fie au vendeur susnommé, 1 kg, ou 1000 g, correspond à 1825 m de fil ; une bobine de 4,7 m pèsera donc 1000 : 1825 × 4,7 = 2,6 g. On verra que les couronnes réalisées seront plus proches de 3 g, ce qui suppose une longueur de fil un peu plus grande.

Fabrication

Le mandrin de bobinage

Le mandrin est fait avec les moyens du bord. À part les dimensions du noyau, le reste est suivant la disponibilité. Comme déjà dit, le noyau est en tube Evergreen ⌀ 11 × 25. Pour l’axe, j’ai pris une vis M8 et deux rondelles larges. La différence de diamètre entre cette vis et le tube (⌀ intérieur 9,7) est compensée par une couche de carton ép. 0,7. Cela n’a pas besoin d’être précis.

Préparation du bobinage

Une fois les pièces montées, le noyau et les faces internes des joues sont enduits de graisse.

Puis un film de plastique, découpé dans un sac d’emballage, est enroulé et scotché sur le noyau. Attention : le scotch est à l’extérieur, pas collé au noyau !

Le fil ⌀ 0,3 est coincé entre la tête de vis et la rondelle. L’ensemble est serré modérément.

Actuellement, je suis en rupture de stock de fil, suite à six essais. C’est juste pour la démonstration.

Bobinage

L’ensemble est fixé dans le mandrin de ma perceuse-visseuse. Le bobinage peut commencer, à vitesse très lente, puis un peu plus rapide si on se sent à l’aise. S’il y a chevauchement du fil, on peut toujours revenir en arrière en inversant le sens de rotation. Conseil : ne pas trop tendre le fil pendant le bobinage ; arrêter et relâcher cette tension de temps en temps pour détendre les spires et éventuellement les ranger correctement.

La photo suivante montre un autre mandrin utilisé auparavant, inutilement compliqué… La première couche, à spires quasi jointives, est terminée.

Cette couche faite, j’enduis la bobine de cyano sur trois ou quatre génératrices du cylindre, puis j’enroule une couche de scotch. Ainsi, les spires de la couche suivante ne tendront pas à s’insérer dans la première, et elles pourront être un peu espacées (économie de fil et de poids…).

La deuxième couche terminée, de même, collage à la cyano, en insistant sur les bords, car cela conditionne la bonne tenue de la bobine, et couche de scotch.

Troisième et dernière couche, comme la deuxième. Ici, je ne mets de la colle que sur une seule ligne qui sera placée en bas pour être invisible. Quoique, lorsque la colle est sèche, on ne la voit plus trop.

Ensuite, démontage du mandrin et « démoulage » du noyau. Grâce au film plastique et à la graisse, et aussi du fait que je ne serre pas trop les spires, je n’ai jusqu’à présent eu aucune difficulté pour glisser la bobine hors du noyau, sur les cinq exemplaires réalisés avec cette méthode.

Finition

Coupure des extrémités du fil. Il faut parfois les recoller si elles « rebiquent ». Le film plastique interne resté à l’intérieur de la bobine est enlevé avec une paire de brucelles.

Lorsque les spires sont espacées, elles laissent apparaître le scotch brillant. Je passerai un voile de vernis mat une fois toutes les couronnes réalisées.

NB : les couronnes obtenues ont un diamètre de 13,5 mm environ (pour 14 mm prévu, ce qui n’est pas mal), et une masse de 3 g environ. Le chargement de 22 couronnes aura donc une masse approximative de 66 g. Le wagon HJ pèse 82 g à vide, pour une recommandation NEM de 92 à 120 g. Avec le chargement, la masse montera à 148 g, soit 28 g de plus que la norme. Cela reste acceptable.

Ligatures

Les ligatures sont les liens qui maintiennent la cohésion de chaque couronne. D’après les photos, il semble qu’il y en ait quatre par bobine. Par paresse, je n’en mets que trois. Et puis non, finalement, j’en mettrai quatre.

J’utilise du fil EZ-Line fin. Avantages : il est élastique, donc il tiendra bien en place sans trop serrer ; il est fin, noir (il existe d’autres couleurs) et donc discret ; et il se colle très bien à la cyano.

Donc le fil est glissé à l’intérieur de la bobine, puis un nœud simple est réalisé par-dessus. Pour éviter le collage avec la bobine, un petit morceau de scotch est intercalé.

Cliquez sur la photo pour voir la bobine de plus près.

Le fil est maintenu faiblement tendu par des pinces à ressort.

Une goutte de cyano est déposée sur le nœud. Après prise, les extrémités sont coupées.

Ensuite, le fil est glissé parallèlement à l’axe pour faire disparaître le nœud à l’intérieur, et positionné à l’endroit voulu.

NB : le mandrin n’est présent que pour empêcher la bobine de rouler…

Une fois les trois quatre ligatures réalisées, le morceau de scotch est bien sûr enlevé.

Résultat :

Note : les amarres pour fixation des couronnes sur le wagon seront réalisées en fil EZ-Line « gros », comme déjà fait pour les tuyaux PAM.

Accélérons un peu la fabrication

Éjection du noyau

Pour faciliter l’éjection du noyau de bobinage, j’ai fabriqué un outil tout simple : dans un bloc de bois quelconque, j’ai percé un trou débouchant ⌀ 12 (juste un peu plus grand que le noyau), suivi d’un lamage ⌀ 14 (juste un peu plus grand que la bobine), sur une profondeur de 2 mm environ.

Je place la bobine dans cet outil. À l’aide d’une douille, je frappe délicatement sur le noyau qui est éjecté sans risque de dégâts sur la bobine.

Vingt-deux couronnes !

Avec de la patience, et avec du fil tout neuf (ça se voit !), je finis par obtenir les 22 couronnes nécessaires. Les ligatures ne sont pas encore posées.

Tests de vieillissement du fil galvanisé

On le voit sur la photo précédente, il y a une grosse différence d’aspect entre le fil que j’avais acheté il y a plusieurs années, qui s’est oxydé, et le neuf, très brillant. Les couronnes réelles ont un aspect intermédiaire. Sur les conseils de membres du Forum Loco-Revue, j’ai expérimenté quelques traitements.

Remarque : les couronnes ayant subi un collage généreux à la cyanoacrylate, le traitement ne pourra pas pénétrer aux endroits collés, ni sous les couches de ruban adhésif, et donc l’aspect risque de ne pas être parfait. C’est pourquoi je vais faire deux séries de tests, sur du fil neuf dégraissé d’abord, puis sur ces couronnes déjà faites.

Les différents traitements sont indiqués sur les images. J’utilise un brunisseur de marque ABE censé être pour arcap ; du vinaigre ménager à 14%, non dilué ; de l’acide chlorhydrique à 23%, soit dilué à raison d’un volume HCl pour quatre volumes d’eau, soit pur.

Test sur fils nus dégraissés

Test sur couronnes déjà fabriquées

La constatation précédente est confirmée sur les couronnes déjà faites, avec un effet plus visible.

L’aspect jaunâtre du fil traité à l’acide est frappant, et ne n’est pas le but recherché ! Quant au brunisseur, il donne un aspect très sombre, encore accentué ici par le fait que l’on voit très bien les couches inférieures qui n’ont pas été touchées.

En conclusion, si vous voulez vieillir le fil galvanisé, il faudra le faire avant de fabriquer les couronnes. Le brunisseur me paraît le moins mauvais traitement, mais peut-être en le diluant pour avoir un effet moins marqué.