La présente invention concerne des rails à gorge selon le préambule de la revendication 1.
Les rails à gorge sont utilisés pour la réalisation de réseaux ferrés en zone urbaine ou périurbaine, notamment afin de permettre que les voies soient intégrées à la chaussée pour la circulation de véhicules de tout type. De tels réseaux ferrés en zone urbaine sont très souvent réalisés en utilisant soit du rail à gorge, soit du rail vignole suivant les zones de circulation routière. En zone périurbaine, les voies sont couramment raccordées à des réseaux ferrés nouveaux ou existants, c'est-à-dire des réseaux dont les voies sont constituées de rails dépourvus de gorge, c'est-à-dire de rails de type "vignole".
En Europe, les rails de type "vignole" sont définis notamment par la norme EN 13674-1. Les rails ayant un profil 49E1, 54E3 ou 49E5 défini dans cette norme sont couramment retenus pour les réseaux urbains et périurbains installés en Europe.
Une autre norme européenne EN 14811 prévoit un certain nombre de rails à gorge susceptibles d'être raccordés aux rails précédemment cités. Il s'agit par exemple des profils 60R1, 59R1, 59R2 60R2. Il existe d'autres rails non normalisés tels que les profils, RI55-NK ou RI54-G2. Quel que soit le type de montage de ces rails, que ceux-ci soient posés verticalement ou avec une inclinaison, le franchissement de l'interconnexion entre le réseau en rails à gorge et le réseau en rails "vignole" provoque un inconfort pour les passagers du véhicule circulant sur la voie.
En effet les profils des champignons des rails connus actuellement ne sont pas raccordables directement du fait de leur différence de géométrie, il est impossible d'obtenir la continuité géométrique du plan de roulement supérieur, et simultanément la continuité géométrique de la face de guidage latérale. Le confort optimal et la réduction des nuisances sonores ne peuvent être obtenus que lorsque le guidage des roues est assuré sans aucune discontinuité, quel que soit le niveau d'usure des roues.
On connaît selon le brevet N°
Egalement selon le brevet N°
L'invention a pour but de proposer un rail à gorge permettant d'offrir une solution de continuité au raccordement avec un rail de type vignole 49E1, 54E3 ou 49E5 ou tout rail ayant des caractéristique similaires au niveau du champignon et de procurer un confort amélioré aux passagers lors du franchissement d'une liaison d'un type de rail à l'autre.
A cet effet, l'invention a pour objet un rail à gorge conforme à la revendication 1.
Suivant des modes particuliers de réalisation, le rail à gorge comporte l'une ou plusieurs des caractéristiques des revendications dépendantes 2 à 8.
L'invention a également pour objet une voie de chemin de fer, pour tramway ou tram-train conforme à la revendication 9.
L'invention a également pour objet une voie de chemin de fer, pour tramway ou tram-train conforme à la revendication 10.
Suivant des modes particuliers de réalisation, la voie de chemin de fer comporte les caractéristiques de la revendication dépendante 11.
L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple et faite en se référant aux dessins sur lesquels :
Le rail à gorge illustré sur la
Comme connu en soi, un tel rail comporte un patin 12, une âme verticale 14 reposant dans la partie médiane du patin 12 et un champignon 16 surmontant l'âme 14. Une bavette 18 prolonge latéralement le champignon 16 au sommet de l'âme 14. Une gorge 20 s'ouvrant sur le dessus est délimitée entre le champignon 16 et la bavette 18.
De façon conventionnelle, dans la présente demande, l'expression "sensiblement égal à" exprimera une relation d'égalité à plus ou moins 5 %.
Le patin 12 présente une surface d'appui 22 plane propre à être posée sur une traverse, ou sur une dalle en béton ou tout autre support approprié préinstallé. Cette surface d'appui a une largeur de 125 mm, le patin ayant une épaisseur comprise entre 10,5 mm au niveau de ses bords latéraux et 27,5 mm dans sa partie médiane depuis laquelle s'étend l'âme 14. Les faces supérieures du patin convergent vers l'âme et définissent avec la surface d'appui 22 du patin une pente de 1/7,81 au voisinage du bord puis une pente de 1/3 au voisinage de l'âme 14.
L'âme 14 a une épaisseur de 13 mm. Le plan vertical P du rail formant ici le plan médian de l'âme 14 s'étend rigoureusement perpendiculairement à la surface d'appui 22 du patin.
Le champignon 16 s'étend dans le prolongement de l'âme 14. Il présente une portion en porte-à-faux latérale par rapport à l'âme 14 tournée du côté opposé à la bavette 18.
Le champignon du rail à gorge suivant la
La surface supérieure de roulement 24 est cylindrique de section en arc de cercle. Elle présente un grand rayon de courbure R1 sensiblement égal à 300 mm. Le centre de la surface supérieure de roulement est déporté de 18,5 mm par rapport au plan vertical du rail du côté opposé à la bavette 18.
A l'opposé de la bavette 18, le champignon 16 est délimité par une face latérale extérieure 26 s'étendant parallèlement au plan vertical du rail. Cette face latérale 26 est reliée à la surface supérieure de roulement 24 par un congé de rayon de 8 mm prolongé par une portion convexe dont le rayon de courbure est égal à 80 mm.
La face inférieure 28 du champignon est inclinée avec une pente de 1/3 par rapport au plan de roulement PR. La hauteur h1 du champignon, mesurée suivant la direction du plan vertical P du rail depuis le plan de roulement PR jusqu'au point d'intersection de la face inférieure 28 avec le plan vertical P du rail considéré comme le plan médian de l'âme est égal à 40,5 mm.
En regard de la bavette 18, le champignon 16 présente une face latérale de guidage 30 sensiblement plane et propre à assurer un guidage latéral de la roue du véhicule par contact avec le mentonnet de celle-ci. Cette face latérale de guidage 30 présente une pente de 1/17,2 par rapport au plan vertical P du rail. Ainsi, la surface de guidage 30 et le plan vertical P du rail délimitent un angle obtus s'ouvrant vers le patin 12 du rail.
Cette face latérale de guidage 30 est reliée à la surface supérieure de roulement 24 par deux tronçons convexes 32, 34 ayant respectivement de la surface 24 vers la face 30 un rayon R2 de 80 mm et un rayon R3 de 13 mm.
Dans ce mode de réalisation, l'extrémité supérieure de la bavette 18 s'étend dans le plan de roulement PR. La largeur de l'ornière 20, mesurée à 14 mm du plan de roulement PR est sensiblement égale à 36 mm. En variante, cette largeur est sensiblement égale à 41 mm.
La bavette présente sous l'ornière 20 une face inférieure 40 ayant une pente de 1/5ème par rapport au plan de roulement PR. La hauteur h2 de la bavette, mesurée suivant le plan médian de l'âme 14 entre le plan de roulement PR et le point d'intersection entre la face inférieure 40 et le plan vertical P du rail est égale à 64,63 mm. La hauteur totale h du rail prise entre le plan de roulement PR et la face inférieure 22 est égale à 149 mm.
La distance D entre la face latérale de guidage 30 et une face latérale du patin du côté opposé à la face latérale est tolérancée à ± 1 mm, de sorte que le rail peut être posé sans réglages additionnels sur des supports prépositionnés ou sur des traverses réalisées en série.
Sur la
On constate un raccordement parfait entre les deux rails, au niveau de la surface supérieure de roulement, de la face latérale de guidage et des régions convexes de raccordement entre celles-ci.
De manière analogue, un tel raccordement parfait est constaté dans le raccordement entre un rail de profil 54E3 et le rail à gorge de la
Sur la
Ce rail se distingue essentiellement par l'inclinaison de la face latérale de guidage notée 60 et de la surface supérieure de roulement notée 61. La pente de la face de guidage 60 par rapport au plan vertical P du rail est égale à 1/30,22. Le centre de la surface supérieure de roulement 61 est déporté de 25,64 mm par rapport au plan médian de l'âme 14, son rayon restant égal à 300 mm. Les rayons R2 et R3 des tronçons convexes 32 et 34 sont respectivement égaux à 80 et 13 mm. Le champignon du rail à gorge suivant la
La largeur de l'ornière 20 est sensiblement égale à 41 mm. Celle-ci est sensiblement égale à 36 mm dans un autre mode de réalisation.
Les autres dimensions du rail suivant la
Sur la
Sur la
Ce mode de réalisation se distingue essentiellement par des valeurs différentes pour les rayons respectifs R1 à R3, et par un troisième tronçon convexe 70 reliant la face latérale de guidage 30 au deuxième tronçon convexe 34.
La surface supérieure de roulement 24 présente un rayon de courbure R1 sensiblement égal à 115 mm. Le rayon R2 du premier tronçon convexe 32 est égal 16,5 mm. Le rayon R3 du deuxième tronçon convexe 34 est égal 15,5 mm. Le troisième tronçon convexe 70 a de la surface 24 vers la face 30 un rayon R4 de 7,64 mm.
Les autres dimensions du rail suivant la
Sur la
De manière analogue, les rails à gorge et "vignole" peuvent être posés tous deux avec une même inclinaison par exemple au 1/20ème, 1/30ème, ou 1/40ème par rapport à la verticale.
On constate un raccordement parfait entre les deux rails, au niveau de la surface supérieure de roulement, de la face latérale de guidage et des régions convexes de raccordement entre celles-ci.
Dans les différents cas envisagés, avec un tel montage, on constate un raccordement parfait entre les faces supérieures de roulement et les faces latérales de guidage ainsi que des régions convexes successives de raccordement entre ces deux surfaces.
On comprend que la parfaite continuité entre les rails assure un confort amélioré des passagers, puisque aucune secousse n'est ressentie lors de la circulation du véhicule sur le raccordement. Elle supprime les nuisances acoustiques et vibratoires et améliore ainsi l'environnement.
Cette liste de références citées par le demandeur vise uniquement à aider le lecteur et ne fait pas partie du document de brevet européen. Même si le plus grand soin a été accordé à sa conception, des erreurs ou des omissions ne peuvent être exclues et l'OEB décline toute responsabilité à cet égard.