EP0002639A2

EP0002639A2 - Dispositif pour l'assemblage élastique d'un rail sur son support

Info

Publication number: EP0002639A2
Application number: EP78400224A
Authority: EP
Inventors: Michel Duchemin
Original assignee: RESSORTS INDUSTRIE
Current assignee: RESSORTS INDUSTRIE
Priority date: 1977-12-16
Filing date: 1978-12-11
Publication date: 1979-06-27
Also published as: DK151305C; NO784215L; PT68895A; BR7808213A; JPS6153481B2; ATA873978A; CA1113907A; JPS54102706A; CZ835278A3; OA06158A; YU39855B; DK562378A; AU531217B2; AT366122B; NO154530C; NO154530B; ES476067A1; PL211750A1; CZ278680B6; DK151305B

Abstract

La présente invention concerne un assemblage élastique d'un rail sur son support, comportant une semelle élastique interposée entre le rail et le support et, de chaque côté du rail, un dispositif de fixation, caractérisé en ce que ce dispositif de fixation comporte un intercalaire souple en butée contre le rail et contre le support et prolongé au-dessus du patin du rail, un organe de serrage traversant cet intercalaire, et une lame à ressort recouvrant l'intercalaire mais débordant au-delà de celui-ci au moins au-dessus du patin du rail et comportant un bord longitudinal parallèle à ce rail, qui à l'état desserré est cintré parallèlement au rail tandis qu'à l'état serré il est aplati à une légère distance au-dessus du patin.

Description

La présente invention concerne l'assemblage d'un rail de chemin de fer sur un support rigide et plus particulièrement l'assemblage sur une traverse en béton d'un long rail soudé.
Par suite, des efforts brutaux et des vibrations que les rails doivent supporter, il est nécessaire d'interposer entre le rail et son support une semelle élastique, généralement en caoutchouc, dont la flexibilité permet les déplacements relatifs du rail par rapport à son support. Le rail est alors maintenu sur ce support par des ressorts, appelés attaches élastiques, qui suivent tous ses mouvements verticaux. Il reste cependant des composantes horizontales des mouvements qui provoquent des usures du rail et des attaches. On a donc songé à disposer , entre l'attache et le rail, une pièce intercalaire présentant une certaine élasticité. Comme cette pièce intercalaire contribue également, d'une part, à l'isolement électrique du rail et, d'autre part, au maintien d'un positionnement exact du rail sur le support, elle est généralement réalisée en une matière plastique présentant simultanément une bonne résistance mécanique et une élasticité suffisante.
Malheureusement, les pièces intercalaires actuellement connues - ou plus exactement les systèmes attaches élastiques et pièces intercalaires connus - ne donnent pas entièrement satisfaction ; c'est ainsi que l'on constate souvent des ruptures de ces pièces intercalaires existantes, que lesdites pièces ne s'opposent que partiellement au phénomène de cheminement du rail et que les systèmes connus ne peuvent être utilisés que pour la fixation de rails courts, de voies en tunnel ou analogue.
En effet, la pose des longs rails soudés, qui est pratiquement généralisée sur les grandes lignes, ne peut se faire que dans certaines conditions de température pour éviter les contraintes excessives dans les rails par suite des dilatations. Quand la température ambiante est trop basse il est nécessaire de chauffer les rails à l'aide de brûleurs, or aucune des matières habituellement utilisées pour constituer les intercalaires ne peut résister à la flamme de ces brûleurs ; c'est pourquoi sur les rails longs, ce système d'attaches élastiques avec intercalaire n'est généralement pas utilisé.
La présente invention a pour but de remédier à ces inconvénients elle permet notamment l'utilisation d'intercalaires en matière plastique pour la fixation élastique des rails longs soudés.
Cette invention a en effet pour objet un assemblage élastique d'un rail sur son support, comportant une semelle élastique interposée entre le rail et le support et, de chaque côté du rail, un dispositif de fixation comprenant un intercalaire en butée contre le rail et contre le support et prolongé au-dessus du patin du rail, un organe de serrage traversant cet intercalaire et, entre ces deux éléments, une lame à ressort, recouvrant l'intercalaire et débordant au-delà de la partie de celui-ci qui recouvre le patin du rail, qui comporte un bord longitudinal parallèle au rail qui, à l'état desserré, est cintré en ayant sa concavité tournée vers le rail, tandis qu'à l'état serré il est sensiblement aplati, mais reste à une certaine distance du patin du rail.
Selon un mode de réalisation, la lame de ressort recouvre l'intercalaire sur la partie de celui-ci qui se trouve directement au-dessus du support et peut également déborder l'intercalaire au-delà de ladite partie.
Grâce à la disposition de l'invention, l'intercalaire est protégé de la chaleur des brûleurs, ou autres, par la lame à ressort qui le recouvre tout particulièrement au-dessus du patin du rail. En outre , la forme particulière de cette lame assure un serrage régulier et élastique de l'intercalaire sur le patin. On dispose . ainsi d'un assemblage qui permet les déplacements horizontaux et verticaux du patin du rail sous l'effet des efforts qu'il subit, mais empêche l'usure de ce patin et, par suite, les risques de rupture.
Selon un mode préféré de l'invention, l'intercalaire, d'une part, et la lame à ressort, d'autre part, peuvent présenter des formes caractéristiques qui permettent d'atteindre les meilleurs résultats.
Tout d'abord, la disposition préférée de l'intercalaire est celle dans laquelle ledit intercalaire présente un corps central percé d'un trou et deux ailes, ledit corps central étant destiné à venir en butée contre, d'une part, le patin du rail et, d'autre part, contre un épaulement du support et lesdites ailes étant destinées à s'étendre pour l'une d'entre elles au-dessus du patin et pour l'autre au-dessus de la face supérieure de l'épaulement du support.
La forme générale de l'intercalaire (par exemple vue de dessus) est essentiellement trapézoidale ; le plus long des deux côtés parallèles du trapèze est constitué par l'extrémité de l'aile de l'intercalaire qui est prévue pour s'appuyer sur le patin du rail ; le côté le plus court des deux côtés parallèles du trapèze est le côté qui s'appuie sur l'épaulement du support. Dans la pratique et pour économiser le matériau constituant l'intercalaire, il est possible que cet intercalaire ait une forme résultant de la juxtaposition d'une partie trapézoïdale dont le plus long des côtés parallèles est le côté extrême côté rail et dont le plus petit des côtés parallèles est situé vers le milieu de l'intercalaire et d'une partie de forme générale rectangulaire qui constitue la partie la plus éloignée du rail. Cette forme trapézoïdale de l'intercalaire est importante dans la mesure où, d'une part, elle permet deux points d'appui relativement éloignés de l'intercalaire sur le rail, où elle assure une meilleure transmission des efforts latéraux en provenance du rail lors du passage des trains et où elle augmente de façon surprenante la résistance du rail au phénomène de cheminement. Il est bien entendu souhaitable que cet intercalaire soit raisonnablement dimensionné pour permettre l'obtention des résultats mentionnés ci-dessus ; alors qu'en application de brevets antérieurs dans lesquels on utilise la combinaison d'une lame cintrée perpendiculairement au rail et d'un intercalaire correspondant, ledit intercalaire avait généralement une largeur (dimension parallèle au rail) de l'ordre de 6 cm, il a été trouvé que l'intercalaire selon la présente demande devait avoir de préférence une largeur dimension du plus grand côté du "trapèze") au moins égale à 10 cm et plus particulièrement de l'ordre de 12 à 15 cm.
De plus, la face supérieure de l'intercalaire est essentiellement plane ; cependant, cette face supérieure présente, à l'extrémité arrière de l'intercalaire (c'est-à-dire l'extrémité qui repose sur l'épaulement de la traverse) une gorge de forme ouverte et au moins une butée. Dans une réalisation particulière, "ladite butée" sera en fait constituée par deux butées situées aux deux extrémités de la gorge.
Enfin, il est souhaitable de faire en sorte que les surfaces verticales de cet intercalaire qui viennent en butée l'une sur le patin du rail et l'autre sur l'épaulement du support présentent des aires de butée sensiblement égales. Ces aires de butée ont sensiblement une forme rectangulaire comme les longueurs des deux rectangles sont, dans la réalisation préférée de l'invention, différentes du fait de la forme générale trapézoïdale de l'intercalaire, ceci implique que les largeurs des deux rectangles (en fait les "hauteurs" puisque, lorsque l'intercalaire est positionné, ces surfaces de butée sont sensiblement verticales) sont différentes, la largeur de la butée venant en butée contre l'épaulement du support étant supérieure à la largeur de la surface venant en butée contre le patin du rail. Grâce à ce dimensionnement convenable des aires de butée, on assure une meilleure répartition des contraintes à l'intérieur de l'intercalaire.
Le nouvel assemblage élastique selon l'invention comporte une lame élastique dont la forme est adaptée à l'intercalaire décrit ci-dessus.
Tout d'abord, comme dans le brevet principal, le cintrage de ladite lame est parallèle au rail. Mais, de plus, ce cintrage est réalisé de telle sorte qu'il ne porte que sur la partie "avant" de ladite lame, si bien que :

- d'une part, la lame a, dans sa partie avant qui va appuyer l'aile de l'intercalaire sur le patin du rail, la forme d'une portion d'un ellipsoïde avec un cintrage maximal sur le côté de la lame qui surplombe le patin du rail et un cintrage nul sensiblement à la base de la lame,
- d'autre part, la lame présente, dans sa partie arrière, une forme non cintrée ; cette partie arrière non cintrée de la lame présente la forme d'une gorge ouverte correspondant exactement avec la forme de la gorge de l'intercalaire, de sorte que, à tout moment (avant ou après serrage de la lame), la partie arrière de la lame appuie sur toute la surface de la gorge, sur la gorge correspondante de l'intercalaire,
- enfin, la lame est pourvue, dans sa partie arrière-, d'un mouvement qui coopère avec la ou les butées prévues sur la partie arrière de l' intercalaire pour empêcher la lame de glisser sur l'intercalaire lors du serrage ; ainsi, si "la butée" de l'intercalaire est constituée par deux butées situées aux deux extrémités de la gorge de l'intercalaire, le moyen correspondant de la lame peut tout simplement être constitué par une largeur de lame telle, dans sa partie arrière qui correspond a la dite gorge, que la lame vienne s'encastrer entre ces deux butées.

Bien évidemment, la lame est pourvue, dans sa partie cintrée, d'une ouverture qui correspond exactement à l'ouverture de l'intercalaire ; comme antérieurement décrit, cette ouverture est destinée au passage d'un boulon, ancré dans la traverse, boulon sur lequel est vissé un écrou qui a pour fonction de serrer la lame élastique sur l'intercalaire. Lors de ce serrage, la lame appuyant sur deux surfaces situées aux deux extrémités de . l'intercalaire subit une déformation et vient progressivement au contact avec cet intercalaire.
Cette technique de déformation d'une lame initialement cintrée pour l'amener progressivement à un état sensiblement plan a été jugée préférable à d'autres techniques dans lesquelles on utiliserait par exemple un intercalaire à surface supérieure cintrée et une lame initialement plane qui serait cintrée lors d'un serrage.
L'invention est illustrée de façon non limitative sur les figures schématiques 1 à 11.

Les figures 1 à 7 illustrent le mode préféré de réalisation du nouvel assemblage élastique et les figures 8 à 11 d'autres modes de réalisation.
La figure 1 représente, en coupe, un assemblage élastique selon l'invention positionné, mais non bloqué.
La figure 2 représente, en plan, un intercalaire selon l'invention.
La figure 3 représente une coupe perpendiculaire au rail de l'intercalaire.
La figure 4 représente une vue en bout de l'intercalaire, vue du rail.
La figure 5 représente une vue en plan de la lame élastique.
La figure 6 représente une coupe perpendiculaire au rail de ladite lame.
La figure 7 représente une vue en bout de ladite lame, vue du rail.
La figure 8 est une vue en coupe transversale d'un assemblage élastique selon l' invention.
La figure 9 est une vue de dessus de l'assemblage de la figure 8.
La figure 10 est une vue analogue à la figure 8 d'une variante de réalisation.
La figure 11 est une vue en coupe suivant la ligne II-II de la figure 10 montrant le dispositif de fixation avant son serrage.

Sur la figure 1, on a représenté en coupe perpendiculaire au rail :

- en 1, le patin du rail,
- en 2, un support en béton qui comporte un évidement transversal 3 ; le rail repose sur le fond de l'évidement 3 par l'intermédiaire d'une semelle 4 en matériau élastique, tel que du caoutchouc.
- le dispositif élastique de fixation est constitué par un intercalaire 5 sur lequel vient appuyer une lame élastique 6 ; la lame est serrée contre l'intercalaire au moyen d'un boulon 7 ancré dans le support 2 et d'un écrou 8 vissé à la partie filetée dudit boulon ; sur cette figure 1, l'écrou est représenté non serré, si bien que la lame élastique 6 est à l'état de repos.

L'intercalaire 5 est constitué d'un corps central 9 qui vient en butée, d'une part, sur le patin du rail, et d'autre part, sur un épaulement 10 du support et deux ailes dont l'une vient reposer sur le patin du rail et dont l'autre épouse la forme dudit épaulement 1₀. L'intercalaire est représenté sur les figures 2,3 et4.
Sur la figure 2, qui est une vue en plan par-dessus de l'intercalaire, on note que cette pièce a la forme générale d'un trapèze ; elle est plus précisément constituée par une partie trapézoidale 11 et une partie rectangulaire 12 ; la partie trapézoïdale 11 est celle qui correspond à l'aile de l'intercalaire .qui s'appuie sur le patin du rail ; la plus grande base de ce trapèze constitue le bord extrême de l'intercalaire et a une longueur d'environ 14 cm. Vers le centre de l'intercalaire, on note le trou 13 par lequel passe le boulon 7.
Sur la figure 3, on remarque que la face supérieure de l'intercalaire est essentiellement plane, mais comporte vers l'arrière de cet intercalaire (l'arrière étant l'aile de l'intercalaire qui s'appuie sur l'épaulement 10 de la traverse) une gorge de forme ouverte 14 ; de plus, aux deux extrémités de cette gorge, l'intercalaire comporte deux butées (voir figure 2) 15.
La figure 4 est une vue en bout(vue côté rail) montrant la structure de l'intercalaire. .
La figure 5 est une vue en plan de la lame élastique ; cette lame élastique en acier a une forme trapézoidale ; elle est en acier à ressort et son épaisseur- est généralement de 4 à 5 mm environ ; la grande base 16 du trapèze surplombera le patin du rail, alors que la partie 17 correspondant à la plus petite base du trapèze sera située au-dessus du support ; cette partie 17 présente en réalité une forme cylindrique (voir figure 6), la face inférieure 18 de ce cylindre s'ajustant exactement sur toute la longueur de ses génératrices avec la face supérieure correspondante de l'intercalaire (14, figure 3) ; la largeur de cette partie 17 est telle que cette partie de la lame vient s'insérer exactement entre les deux butées 15 (figure 2) de l'intercalaire ; compte tenu du positionnement décrit ci-dessus de la lame par rapport à l'intercalaire, les dimensions de la lame sont telles que ladite lame déborde au-delà de l'intercalaire, au-dessus du patin du rail et partiellement, sur les côtés de l'intercalaire. La lame est cintrée dans la partie avant 19 et a un cintrage nul vers sa partie arrière 20 ; elle se présente donc sous la forme d'une portion d'ellipsoide. Bien évidemment, la lame comporte une ouverture 21 qui correspond à l'ouverture 13 de l'intercalaire.
Les figures 8 et 9, d'une part, 10 et 11, d'autre part, représentent d'autres modes de réalisation de l'invention.
Sur les figures 8 et 9, le rail 1 est supporté par une traverse 2 en béton qui comporte un évidement transversal 3. Ce rail repose sur le fond de l'évidement 3 par l'intermédiaire d'une semelle 4 en matériau élastique, tel que du caoutchouc, et il est maintenu sur la traverse par des dispositifs de fixation, désignés d'une façon générale par la référence 6, disposés de chacun de ses côtés, entre lui et le bord de l'évidement 3.
Chacun des dispositifs de fixation 6 comporte un intercalaire 8 en un matériau souple, telle qu'une matière plastique, formé par un corps allongé en butée, d'une part, contre le bord de l'évidemnet 3 et, d'autre part, contre le bord 10 du patin du rail. Le corps de l'intercalaire 8 est prolongé à sa partie supérieure par un rebord longitudinal 12, qui est appuyé sur le patin du rail. L'intercalaire 8 est traversé par un organe de serrage qui, dans l'exemple de réalisation représenté, est constitué par un boulon 14 qui est ancré dans la traverse 2 et sur lequel est vissé un écrou 15.
La surface supérieure de l'intercalaire 8, c'est-à-dire la face en regard de l'écrou 15, est recouverte par une attache métallique 16 constituée par une lame à ressort disposée parallèlement au rail 1. La lame 16, qui a de préférence une forme rectangulaire, déborde au- delà de l'intercalaire 8 au moins tout autour du rebord 12, c'est-à-dire au-dessus du patin du rail. De préférence, cette lame déborde également à l'extrémité opposée de l'interdalaire 8, au-dessus de la traverse 2 (figure 9).
En outre, la lame 16 est cintrée parallèlement au rail 1, au moins dans sa partie qui se trouve au-dessus du rebord 12 de l'intercalaire et tout particulièrement le long de son bord longitudinal 18 correspondant à sa plus grande dimension et dirigé parallèlement à ce rail 1. La concavité de la lame 16 est tournée vers le patin 11 du rail, de sorte qu'en l'absence de serrage la lame 16 prend une configuration analogue à celle qui est représentée sur la figure 11, la lame 16 appuyant seulement sur les deux bords latéraux de l'intercalaire 8.
Lors du serrage, l'écrou 15 aplatit la lame 16 et l'appuie régulièrement sur la face supérieure de l'intercalaire 8. La lame 16 est ainsi maintenue à une légère distance, d'une part, du patin 11 du rail et, d'autre part, de la traverse 2.
Bien entendu, la lame 16 peut être cintrée sur sa largeur et être. par exemple, constituée par une portion de cylindre dont les génératrices sont perpendiculaires à la direction du rail 1.
La lame 16 qui dépasse d'une manière relativement importante au-delà du rebord 12 de l'intercalaire 8, en direction du rail 1, peut ne dépasser que très légèrement en direction opposée, au-dessus de la traverse 2, ainsi que représenté sur la partie gauche de la figure 8, ou au contraire dépasser beaucoup plus largement ainsi que le montre la partie de droite de cette même figure 8. Dans tous les cas, l'attache 16 recouvre totalement au moins la portion de l'intercalaire 8 qui se trouve dans l'évidement 3 et au-dessus du patin du rail 11. En conséquence, l'attache 16 isole cet intercalaire 8 de tout organe de chauffage, tel que des brûleurs, qui pourrait être utilisé lors de la mise en place du rail 1 pour porter celui-ci à une température supérieure à la température ambiante.
Selon une variante de réalisation représentée sur la figure 10, le dispositif de fixation comporte un intercalaire 20 qui est prolongé au-dessus de la traverse 2 par un rebord 22, analogue au rebord 12 d'appui sur le patin du rail 11, et la lame 16 se prolonge au-dessus de ce rebord 22. De préférence, dans ce cas, le rebord 22 est alors muni d'une nervure longitudinale extrême 24, qui forme butée pour le bord longitudinal de la lame 16. Cette dernière est ainsi immobilisée en rotation, ce qui est important, notamment lors du serrage de l'écrou 15 sur le boulon 14.
Dans ce mode de réalisation, comme dans les précédents , le dispositif de fixation assure, grâce à la combinaison de l'intercalaire 8 ou 20 avec la lame à ressort 16 et à la forme particulière de ces deux organes, un serrage élastique avec une surface d'appui relativement importante sur le patin du rail et un serrage constant, sans aucun contact cependant de la lame métallique 16 avec le patin du rail, c'est-à-dire sans risque d'usure de ce dernier et d'amorce de rupture. Un tel dispositif est tout particulièrement adapté à l'utilisation sur des rails longs soudés, puisque l'intercalaire est isolé de la flamme des brûleurs de tout autre moyen de chauffage du rail et qu'en outre les mouvements, qu'ils soient verticaux ou horizontaux, peuvent être amortis par la présence, d'une part, de la semelle élastique et, d'autre part, de l'intercalaire souple, solidement maintenu.

Claims

1. Assemblage élastique d'un rail sur son support, comportant une semelle élastique interposée entre le rail et le support et, de chaque côté du rail, un dispositif de fixation caractérisé en ce que ce dispositif de fixation comporte un intercalaire souple en butée contre le rail et contre le support et prolongé au-dessus du patin du rail, un organe de serrage traversant cet intercalaire, et une lame à ressort recouvrant l'intercalaire mais débordant au-delà de celui-ci au moins au-dessus du patin du rail et comportant un bord longitudinal parallèle à ce rail, qui a l'état desserré est cintré parallèlement au rail tandis qu'à l'état serré il est aplati à une légère distance au-dessus du patin.

2. Assemblage suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le bord de la lame de ressort éloigné du patin du rail se trouve sensiblement en alignement avec l'extrémité de l'intercalaire.

3. Assemblage suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la lame de ressort se prolonge au-dessus de la traverse, au-delà de l'intercalaire.

4. Assemblage suivant la revendication 1, caractérisé en ce que l'intercalaire est prolongé par un rebord au-dessus de la traverse et terminé par une butée d'appui de la lame de ressort et d'immobilisation de celle-ci en rotation.

5. Assemblage suivant l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le rail est monté dans un évidement transversal de son support, et en ce que chaque intercalaire est en appui, d'une part contre le patin du rail, et d'autre part, contre l'un des bords de cet évidement.

6. Assemblage suivant l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que l'intercalaire comporte un corps allongé dont la plus grande dimension est parallèle au rail, la lame de ressort ayant une forme sensiblement rectangulaire et une dimension légèrement supérieure à celle de l'intercalaire.

7. Assemblage selon la revendication 4, caractérisé en ce que l'intercalaire et la lame ont une forme générale, vues en plan, trapézoïdale le plus grand côté du trapèze étant disposé au-dessus du patin du rail.

8. Assemblage selon la revendication 7, caractérisé en ce que l'aile de l'intercalaire située au-dessus de la traverse présente sur sa face supérieure une gorge ouverte au moins une butée et que la lame présente également, vers le petit côté du trapèze ; une gorge ouverte correspondant avec celle de l'intercalaire et un moyen coopérant avec ladite butée..