(19) |
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(11) |
EP 0 761 879 B1 |
(12) |
FASCICULE DE BREVET EUROPEEN |
(45) |
Mention de la délivrance du brevet: |
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28.06.2000 Bulletin 2000/26 |
(22) |
Date de dépôt: 02.09.1996 |
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(54) |
Absorbeur de bruit pour rails d'une voie ferrée
Schallabsorber für Eisenbahnschienen
Sound absorption for railway rails
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(84) |
Etats contractants désignés: |
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BE DE ES GB IT NL SE |
(30) |
Priorité: |
06.09.1995 FR 9510430
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(43) |
Date de publication de la demande: |
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12.03.1997 Bulletin 1997/11 |
(73) |
Titulaire: HUTCHINSON |
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75008 Paris (FR) |
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(72) |
Inventeur: |
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- Beaubatie, Laurent
94700 Maisons-Alfort (FR)
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(74) |
Mandataire: Doireau, Marc et al |
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Cabinet Orès
6, avenue de Messine 75008 Paris 75008 Paris (FR) |
(56) |
Documents cités: :
EP-A- 0 628 660 DE-A- 3 939 215
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DE-A- 3 631 492 DE-A- 4 207 334
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Il est rappelé que: Dans un délai de neuf mois à compter de la date de publication
de la mention de la délivrance de brevet européen, toute personne peut faire opposition
au brevet européen délivré, auprès de l'Office européen des brevets. L'opposition
doit être formée par écrit et motivée. Elle n'est réputée formée qu'après paiement
de la taxe d'opposition. (Art. 99(1) Convention sur le brevet européen). |
[0001] La présente invention concerne un absorbeur de bruit pour rails d'une voie ferrée.
[0002] D'une manière générale, le contact fer sur fer entre le bandage des roues d'un train
et les rails d'une voie ferrée, est une source de bruit résultant d'une excitation
vibratoire des roues et des rails. Ces bruits de roulement sont un facteur important
dans l'ensemble des bruits générés au passage d'un train.
[0003] Pour lutter contre une telle source de bruit, une solution consiste à disposer des
panneaux ou écrans phoniques de part et d'autre de la voie. Une autre solution consiste
à modifier le profil des rails de la voie ferrée et/ou des bandages des roues du train.
[0004] Le but de l'invention est de concevoir un absorbeur ou amortisseur dynamique de bruit
d'une structure nouvelle et capable de lutter efficacement contre les bruits de roulement.
[0005] A cet effet, l'invention propose un absorbeur de bruit pour rails d'une voie ferrée,
les rails étant fixés sur des traverses reposant sur un ballast, cet absorbeur de
bruit étant caractérisé en ce qu'il est constitué d'une masse active rapportée sur
le patin de rail avec interposition d'un élément résilient, l'absorbeur de bruit étant
positionné dans la zone du rail située entre deux traverses consécutives.
[0006] Selon une autre caractéristique de l'invention, la masse active de l'absorbeur de
bruit est constituée par un corps metallique de forme cylindrique s'étendant parallèlement
aux rails.
[0007] Selon une autre caractéristique de l'invention, l'élément résilient est constitué
d'un revêtement qui entoure la masse active de l'absorbeur de bruit.
[0008] Selon un exemple de réalisation, le revêtement constituant l'élément résilient est
sous la forme d'une couche qui recouvre la masse active sur toute sa longueur.
[0009] En variante, le revêtement formant l'élément résilient est discontinu et réalisé
sous la forme d'anneaux régulièrement espacés le long de la masse active.
[0010] La masse active de l'absorbeur de bruit est par exemple réalisée en acier, et l'élément
résilient est en un matériau plastomère ou élastomère.
[0011] Selon une autre caractéristique de l'invention, l'amortisseur de bruit est monté
dans un logement d'un support métallique rapporté sur le patin de rail et fixé à celui-ci,
le support étant un bloc de forme globalement parallélépipédique rectangle traversé
de part en part par un canal central formant le logement de l'absorbeur de bruit.
[0012] Selon un mode de réalisation, le logement du support qui reçoit l'absorbeur de bruit,
débouche à l'extérieur du support par l'intermédiaire d'une fente radiale dont la
largeur est réglable, au moyen de vis par exemple, pour immobiliser l'absorbeur de
bruit dans son logement d'une part, et pour régler la fréquence de résonance de l'absorbeur
de bruit d'autre part.
[0013] En variante de ce mode de réalisation, l'absorbeur de bruit est préalablement monté
dans un élément tubulaire qui est emmanché à force dans le logement du support.
[0014] D'une manière générale, les absorbeurs de bruit peuvent être montés de part et d'autre
de chaque rail de la voie ferrée, ou d'un seul côté des rails. En outre, les absorbeurs
de bruit ne sont pas nécessairement montés entre toutes traverses mais peuvent être
montés que toutes les deux traverses par exemple.
[0015] Selon un avantage important de l'invention, l'absorbeur de bruit permet d'obtenir
une efficacité vibratoire aussi bien dans le sens vertical que dans le sens transversal,
sa fréquence de résonance étant sensiblement la même dans ces deux directions.
[0016] D'autres caractéristiques, avantages et détails de l'invention ressortiront de la
description explicative qui va suivre, faite en référence aux dessins annexés donnés
à titre d'exemple et dans lesquels :
- la figure 1 est une vue en perspective partielle d'un rail d'une voie ferrée équipé
d'absorbeurs de bruit selon l'invention,
- la figure 2 est une vue en coupe longitudinale d'un premier mode de réalisation d'un
absorbeur de bruit selon l'invention,
- la figure 3 est une variante de l'absorbeur de bruit illustré à la figure 2,
- la figure 4 est une vue en perspective d'un amortisseur de bruit monté sur son support,
- la figure 5 est une vue en coupe suivant la ligne V-V de la figure 1,
- la figure 6 représente graphiquement les variations de la fréquence de résonance de
l'absorbeur de bruit en fonction de la réduction de la largeur d'une fente radiale
débouchant dans le logement du support qui reçoit l'absorbeur de bruit, et
- la figure 7 est une vue en coupe longitudinale d'un absorbeur de bruit monté à l'intérieur
d'un élément tubulaire destiné à être emmanché à force dans un logement du support
de l'absorbeur de bruit.
[0017] D'une manière classique, une voie ferrée est constituée de deux rails parallèles
1 fixés sur des traverses 2 reposant sur un ballast 3. Sur la figure 1, la représentation
de la voie ferrée a été volontairement limitée à un seul rail 1 pour des raisons de
simplification.
[0018] Un rail 1 est constitué par un profilé métallique comprenant une âme centrale 5 dont
une extrémité se prolonge par un champignon 6 formant la surface de roulement pour
le bandage des roues d'un train, et dont l'autre extrémité se prolonge par un pied
de rail ou patin 7 qui s'étend de part et d'autre de l'âme 5 et est fixé sur chaque
traverse 2 au moyen de tire-fond 9, par exemple.
[0019] D'une manière générale, en se reportant à la figure 2, un absorbeur ou amortisseur
de bruit 10 selon l'invention comprend une masse active 12 de forme cylindrique qui
est entourée d'un élément résilient 14 qui s'étend sur une partie ou sur toute la
longueur de la masse active 12.
[0020] Dans l'exemple illustré à la figure 2, l'élément résilient 14 est un revêtement sous
la forme d'une couche 15 qui enrobe la masse active 12 sur toute la longueur de celle-ci.
En variante, comme cela est illustré à la figure 3, ce revêtement est discontinu et
scindé en plusieurs anneaux 16 qui sont par exemple régulièrement espacés le long
de la masse active 12. Avantageusement, un anneau 16 est au moins prévu à chaque extrémité
de la masse active 12.
[0021] D'une manière générale, la masse active 12 est métallique, en acier par exemple,
et l'élément résilient 14 est en un matériau polymère ou élastomère, par exemple.
[0022] En se reportant à la figure 4, chaque absorbeur de bruit 10 est monté dans un logement
20 de forme complémentaire qui est ménagé dans un support métallique 22 avantageusement
en aluminium.
[0023] Chaque support 22 est un bloc de forme globalement parallélépipédique rectangle percé
axialement par un canal central, à section droite circulaire, qui forme le logement
20 de l'absorbeur de bruit 10. Le logement 20 débouche radialement vers l'extérieur
par une fente 24 qui s'étend sur toute la longueur du support 22. Des moyens de blocage,
tels que des vis 25 destinées à s'engager dans des orifices 26, permettent de réduire
la largeur de la fente 24 pour immobiliser l'absorbeur de bruit 10 dans son logement
20 d'une part, et pour régler la fréquence de résonance de l'absorbeur de bruit 10
d'autre part.
[0024] Pour des raisons qui faciliteront l'explication du montage des absorbeurs de bruit
10 sur le patin 7 des rails 1, on distinguera sur le support 22 de la figure 4 : deux
faces opposées respectivement supérieure 22a et inférieure 22b, deux faces latérales
respectivement avant 22c et arrière 22d, et deux faces d'extrémité 22e.
[0025] Dans ces conditions :
- le canal définissant le logement 20 du support 22 débouche aux deux faces d'extrémité
22e,
- la fente 24 débouche à la face arrière 22d du support 22,
- les orifices 26 sont ménagées au droit de la fente 24 pour recevoir les vis de blocage
et de réglage 25.
[0026] En outre, la face latérale avant 22c de chaque support 22 présente une cavité 28
qui s'étend sur toute la longueur du support et dont le profil, en section droite,
est globalement complémentaire de celui du patin de rail 7. Enfin, un orifice 29 qui
est percé perpendiculairement au logement 20 débouche sur les deux faces avant 22c
et arrière 22d du support 22 pour recevoir un moyen de fixation, tel qu'un boulon
30 (figure 5) pour immobiliser simultanément sur un patin 7 deux supports 22 montés
de part et d'autre d'un rail 1.
[0027] D'une manière générale, les absorbeurs de bruit 10 sont rapportés sur les rails 1
dans l'espace situé entre deux traverses consécutives 2. Plus précisément, en se reportant
notamment à la figure 5, des absorbeurs de bruit 10 sont rapportés de part et d'autre
d'un rail 1 et leur montage s'effectue comme explicité ci-après.
[0028] Chaque absorbeur de bruit 10 est rapporté de manière à engager le patin de rail 7
dans l'encoche 28 ménagée à la face latérale avant 22c du support 22. Deux absorbeurs
de bruit 10 sont montés en vis-à-vis de part et d'autre du rail 1 et sont réunis l'un
à l'autre par le boulon 30 pour les immobiliser sur le patin 7. Les masses actives
12 des absorbeurs de bruit 10 s'étendent alors parallèlement au rail 1.
[0029] Dans l'exemple de réalisation de la figure 1, deux absorbeurs de bruit 10 sont montés
d'un seul côté du rail 1. Dans ce cas, chaque absorbeur de bruit 10 peut être fixé
sur le rail 1 par coincement du patin 7 dans l'encoche 28 du support 22 de chaque
absorbeur 10.
[0030] D'une manière générale, chaque absorbeur de bruit 10 a une fréquence de résonance
ou d'accord qui dépend notamment de l'épaisseur de l'élément résilient 14 et de la
longueur sur laquelle il recouvre la masse active 12. Comme indiqué précédemment,
les vis 25 qui permettent d'immobiliser l'absorbeur de bruit 10 dans le logement 20
de son support 22 par suite d'une diminution de la largeur de la fente 24, permet
également d'ajuster la fréquence de de résonance en faisant varier la largeur de cette
fente 24.
[0031] A titre d'exemple, la figure 6 illustre graphiquement les variations de la fréquence
de résonance F d'un absorbeur de bruit en fonction de la valeur de pincement P de
la fente 24, cette valeur de pincement correspondant à la diminution de la largeur
de la fente 24 obtenue au moyen des vis 25. La courbe C correspondante montre que
la fréquence de résonance augmente avec la valeur de pincement. Cette courbe C a été
obtenue pour une configuration donnée, cette configuration correspondant à une masse
active 12 de 200 mm de longueur et d'un diamètre de 50 mm, avec un élément résilient
14 d'une épaisseur de 4,5 mm recouvrant la masse active 12 sur toute sa longueur et
constitué par un élastomère ayant un module dynamique de l'ordre de 1,2 MPa (module
de cisaillement).
[0032] A titre d'exemple, un amortisseur de bruit 10 peut avoir sur une longueur comprise
en 100 et 300 mm, par exemple 200 mm, cette longueur étant bien entendu inférieure
à la distance séparant deux traverses consécutives 2, son diamètre est de l'ordre
de 50 mm, et l'épaisseur de l'élément résiliant 14 est de l'ordre de 5 mm.
[0033] Selon une variante de réalisation illustrée à la figure 7, un absorbeur de bruit
10 peut être logé dans un élément tubulaire 35, et cet ensemble est monté à force
dans le logement 20 du support 22. Dans ce cas, la fente 24 et les vis 25 sont supprimées,
c'est-à-dire qu'il n'est pas possible dans ce cas de pouvoir ajuster la fréquence
de résonance de l'absorbeur de bruit 10.
[0034] D'une manière générale, on peut associer sur un même rail 1 plusieurs absorbeurs
de bruit 10 calés sur des fréquences différentes selon la nature de la voie ferrée.
1. Absorbeur de bruit pour rails (1) d'une voie ferrée, les rails (1) étant fixés sur
des traverses (2) reposant sur un ballast (3), caractérisé en ce que l'absorbeur de
bruit est constitué d'une masse active (12) rapportée sur le patin de rail (7) avec
interposition d'un élément résilient (14), l'absorbeur de bruit étant positionné dans
la zone du rail (1) située entre deux traverses consécutives (2).
2. Absorbeur de bruit selon la revendication 1, caractérisé en ce que la masse active
(12) est constituée par un corps métallique de forme cylindrique s'étendant parallèlement
aux rails (1).
3. Absorbeur de bruit selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'élément résilient
(14) est constitué d'un revêtement (15, 16) qui entoure la masse active (12).
4. Absorbeur de bruit selon la revendication 3, caractérisé en ce que le revêtement est
sous la forme d'une couche (15) qui recouvre la masse active (12) sur toute sa longueur.
5. Absorbeur de bruit selon la revendication 3, caractérisé en ce que le revêtement est
discontinu et réalisé sous la forme d'anneaux (16), par exemple régulièrement espacés
le long de la masse active (12).
6. Absorbeur de bruit selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en
ce que l'élément résilient (14) est réalisé en un matériau plastomère ou élastomère.
7. Absorbeur de bruit selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé
en ce qu'il est monté dans un logement (20) d'un support (22) rapporté contre le patin
(7) et fixé à celui-ci, ledit support (22) étant un bloc de forme globalement parallélépipédique
rectangle traversé de part en part par un canal central formant ledit logement (20).
8. Absorbeur de bruit selon la revendication 7, caractérisé en ce que le logement (20)
débouche radialement vers l'extérieur par une fente (24) qui s'étend sur toute la
longueur du support (22), et en ce que des vis (25) permettent de réduire la largeur
de cette fente (24) pour immobiliser l'absorbeur de bruit dans son logement (20) d'une
part, et pour ajuster la fréquence de résonance de l'absorbeur d'autre part.
9. Absorbeur de bruit selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé
en ce que des absorbeurs sont montés de part et d'autre de chaque rail (1), deux absorbeurs
en vis-à-vis étant immobilisés sur le patin (7) par un moyen de fixation (30) tel
qu'un boulon.
10. Absorbeur de bruit selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en
ce que des absorbeurs de bruit sont montés d'un même côté d'un rail (1), le support
(22) de chaque absorbeur étant coincé sur le patin de rail (7) pour obtenir son immobilisation.
1. Schallabsorber für Schienen (1) eines Schienenweges, wobei die Schienen (1) an den
auf Bettungsmaterial (3) befindlichen Querschwellen (2) befestigt sind, dadurch gekennzeichnet,
daß der Schallabsorber von einer aktiven Masse (12) gebildet wird, die am den Schienenfuß
(7) unter Zwischenfügung eines Federelements (14) angebracht ist, wobei der Schallabsorber
in dem zwischen zwei aufeinanderfolgenden Querschwellen (2) befindlichen Bereich der
Schiene (1) angeordnet ist.
2. Schallabsorber nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, das die aktive Masse (12)
durch einen sich parallel zu den Schienen (1) erstreckenden zylindrischen Metallkörper
gebildet wird.
3. Schallabsorber nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Federelement (14)
durch eine die aktive Masse (12) umgebende Ummantelung (15, 16) gebildet wird.
4. Schallabsorber nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Ummantelung die Form
einer Schicht (15) hat, die die aktive Masse (12) über ihre gesamte Länge bedeckt.
5. Schallabsorber nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Ummantelung diskontinuierlich
ausgebildet ist und in Form von Ringen (16) vorgesehen ist, die beispielsweise entlang
der aktiven Masse (12) regelmäßig beabstandet sind.
6. Schallabsorber nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Federelement
(14) aus Plastomermaterial oder Elastomermaterial ist.
7. Schallabsorber nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß
dieser in einer am Schienenfuß (7) angebrachten und an diesem befestigten Aufnahme
(20) eines Halteelements (22) montiert ist, wobei das Halteelement (22) ein Block
mit im wesentlichen rechteckiger Parallelepipedform ist, der von einem die Aufnahme
(20) bildenden Mittelkanal vollständig durchquert wird.
8. Schallabsorber nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufnahme (20) radial
nach außen in einen Schlitz (24) mündet, der sich über die gesamte Länge des Halteelements
(22) erstreckt, und daß Schrauben (25) eine Verringerung der Breite des Schlitzes
(24) gestatten, um einerseits den Schallabsorber in seinem Gehäuse unbeweglich zu
machen und andrerseits die Resonanzfrequenz des Absorbers einzustellen.
9. Schallabsorber nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß
Absorber von beiden Seiten jeder Schiene (1) montiert sind, wobei zwei einander gegenüberliegende
Absorber mittels einer Befestigungseinrichtung (30), wie z.B. einer Schraube, am Schienenfuß
(7) unbeweglich angeordnet sind.
10. Schallabsorber nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß Schallabsorber
an der gleichen Seite einer Schiene (1) befestigt sind, wobei das Halteelement (22)
von jedem Absorber am Schienenfuß (7) festgeklemmt ist, um Unbeweglichkeit zu erreichen.
1. Sound absorber for the rails (1) of a railway, the rails (1) being fixed to sleepers
(2) resting on ballast (3), characterised in that the sound absorber consists of an
active mass (12) attached to the rail flange (7) via an interposed resilient member
(14), the sound absorber being positioned in the section of the rail (1) located between
two consecutive sleepers (2).
2. Sound absorber according to claim 1, characterised in that the active mass (12) consists
of a cylindrical metal body extending parallel to the rails (1).
3. Sound absorber according to claim 2, characterised in that the resilient member (14)
consists of a covering (15, 16) which surrounds the active mass (12).
4. Sound absorber according to claim 3, characterised in that the covering is in the
form of a layer (15) which covers the active mass (12) over its entire length.
5. Sound absorber according to claim 3, characterised in that the covering is discontinuous
and is in the form of rings (16), which are for example uniformly spaced along the
active mass (12).
6. Sound absorber according to one of claims 1 to 5, characterised in that the resilient
member (14) is made of a plastomeric or elastomeric material.
7. Sound absorber according to any one of the preceding claims, characterised in that
it is mounted in a recess (20) in a support (22) abutting on the flange (7) and attached
thereto, said support (22) being a block the overall shape of which is a rectangular
cuboid through which a central channel passes from one side to the other to form said
recess (20).
8. Sound absorber according to claim 7, characterised in that the recess (20) opens radially
outwards through a slot (24) which extends over the entire length of the support (22),
and in that screws (25) make it possible to reduce the width of this slot (24) in
order to immobilise the sound absorber in its recess (20), on the one hand, and to
adjust the resonating frequency of the absorber, on the other hand.
9. Sound absorber according to any one of the preceding claims, characterised in that
absorbers are mounted on either side of each rail (1), two opposing absorbers being
fixedly secured to the flange (7) by attachment means (30) such as a bolt.
10. Sound absorber according to any one of claims 1 to 8, characterised in that sound
absorbers are mounted on the same side of a rail (1), the support (22) of each absorber
being wedged onto the rail flange (7) in order to immobilise it.