DISPOSITIF DE COMPENSATION DE DILATATION D'UN RAIL DE GUIDAGE

Description

[0001] La présente invention concerne un dispositif de compensation de la dilatation d'un rail adapté au guidage de roue d'un véhicule sur une voie ainsi qu'un procédé pour son installation selon les pré-ambules des revendications 1 et 10.

[0002] L'application de la présente invention concerne le domaine des transports publics tels que des trains, métro, tramway, trolleybus, bus, etc. et plus particulièrement celui des véhicules à guidage/roulement portant pneumatique et à traction par guidage central dont la trajectoire est matérialisée par un unique rail central métallique entre deux voies de roulement des roues à pneumatique. Concernant le guidage de traction, deux galets inclinés, roulant directement de part et d'autre d'un rail central, asservissent par exemple un système de direction de véhicule et lui assurent ainsi une trajectoire définie.

[0003] Il est à noter que le domaine d'application de l'invention concerne aussi un ou des rails ferroviaires adaptés au guidage d'une roue portante de type fer, au lieu de pneumatiques, comme pour des véhicules de trains classiques.

[0004] Soumis à des variations de température, notamment dans les zones aériennes, un rail conçu en acier subit un phénomène de dilatation, c'est-à-dire une augmentation relative de toutes ses dimensions. La variation la plus notable étant sa la longueur.

[0005] D'autres phénomènes extérieurs peuvent s'y ajouter:

1) Soit des contraintes mécaniques longitudinales

2) Soit des mouvements relatifs à une partie de rail par rapport à une autre. Il peut s'agir par exemple:

• d'un retrait/fluage et la dilatation propre de l'ouvrage sur lequel le rail est fixé,
• de mouvements longitudinaux de tabliers de viaduc occasionnés par des contraintes mécaniques telles qu'un freinage de véhicule
• des effets du vent
• d'effets sismiques
• etc.

[0006] Dans tous les cas cités, la présence d'un dispositif de compensation de la dilatation d'un rail adapté au guidage de roue d'un véhicule sur une voie est rendu nécessaire pour limiter, voire supprimer une concentration de contraintes préjudiciables au rail.

[0007] Dans un cadre dit aérien, il est courant de rencontrer des jeux d'ouvrage de 150 mm entre des différentes portions de viaduc par exemple. Un dispositif de compensation de la dilatation a pour but de reprendre et compenser les jeux ou mouvements relatifs d'ouvrages et ainsi permettre la dilatation du rail suite aux contraintes (thermiques) tout en garantissant la continuité de fonction de guidage. Cela permet donc surtout de ne pas avoir de contraintes longitudinales trop importantes dans le rail.

[0008] Différents types actuels de dispositif de compensation de la dilatation assurent une telle reprise de ces contraintes en un seul point. Il s'agit généralement :

• pour des rails d'une portion de voie, le dispositif de compensation de la dilatation comprend deux rails « superposables » usinés en biseau de manière à ce qu'il n'y ait pas de discontinuité de la surface unique de roulement. Les deux lames biseautées coulissent à l'intérieur de coussinets spéciaux leur interdisant tout déplacement latéral tout en autorisant un libre déplacement longitudinal selon la voie. Des traverses sur lesquelles repose ce dispositif sont reliées entre elles par des pièces métalliques bridant leur déplacement.
• pour des poutrelles d'une portion de voie, le dispositif de compensation de la dilatation comprend également des éléments coupés en biseau.

[0009] La continuité mécanique de roulement étant assurée par un éclissage au niveau d'une âme commune des éléments, ledit éclissage étant associé à des perçages oblongs. Un serrage de boulonnerie lié à l'éclissage est alors contrôlé précisément selon une faible valeur de couple.

[0010] Le document GB-A-363538 divulgue un rail qui comporte une partie intermédiaire ayant une incision en forme de spirale dans un corps creux.

[0011] D'une part, aucun de ces systèmes ne répond simplement aux contraintes du guidage concerné. D'autre part, ces dispositifs peuvent en règle générale être assez complexes à produire et surtout à installer, sachant que compte tenu du principe même du guidage, il est nécessaire pour un fonctionnement sécuritaire du dispositif de compensation de la dilatation:

1. d'une part de respecter une lacune maximale de 10mm entre deux éléments de voie en mode « dilaté » ;

2. d'autre part d'assurer une continuité mécanique symétrique de plans de roulement pour obtenir un maintien équilibré de deux roues de guidage (en traction) quelque soit la forme de la voie et les contraintes qu'elle subit.

[0012] Un but de la présente invention est ainsi de fournir un dispositif de compensation de la dilatation d'un rail adapté au guidage de roue d'un véhicule sur une voie, pour lequel la conception et l'installation doivent être simplifiées, tout en garantissant un fonctionnement sécuritaire.

[0013] Un tel dispositif ainsi qu'un procédé d'installation du dit dispositif sont fournis par le contenu des revendications 1 et 9.

[0014] A partir d'un dispositif de compensation de la dilatation d'un rail adapté au guidage de roue d'un véhicule sur une voie, l'invention prévoit que le rail comprend une portion de voie constituée par une série d'éléments sous forme de lamelles transversales de voie ayant une section identique à celle du rail, étant successivement et longitudinalement disposés sur la portion et entre lesquels sont intercalés des modules compressibles.

[0015] De cette façon, il est avantageusement possible de garantir une continuité mécanique par des simples dilatations successivement juxtaposées entre les lamelles, tout en assurant une continuité du guidage/roulement de roue(s) puisque les lacunes maximales de 10mm entre des tronçons/lamelles sont facilement obtenues en choisissant des modules compressibles de cette largeur maximale.

[0016] Egalement grâce à cette juxtaposition de lamelles, il est possible de reprendre des jeux importants d'ouvrage. En d'autres termes, au moyen d'une quantité adaptée de lamelles, il est possible de compenser toute longueur prévisible de dilatation.

[0017] L'utilisation de tels modules compressibles intercalaires comme des éléments élastiques/élastomères ou à ressort permet à la fois de rendre la dilatation très sécuritaire et aussi de mieux absorber des vibrations de roulement donc de diminuer le bruit du rail.

[0018] L'architecture simple du dispositif de compensation de la dilatation est ainsi aussi prévue pour faciliter son installation ainsi que sa maintenance/son échange.

[0019] A cet effet, l'invention prévoit un procédé d'installation d'un dispositif de compensation de la dilatation tel que précédemment décrit, selon lequel :

• un tronçon de voie est libéré de tout rail sur une longueur définie,
• un ensemble comprenant deux embouts de rails encapsulant les extrémités de la série de lamelles transversales avec les modules compressibles est inséré à la place dudit tronçon.

[0020] Seules les deux extrémités externes des embouts doivent ainsi être simplement solidarisées (soudés par exemple) au reste de la voie pour laquelle des dilatations sont à compenser. L'installation s'affranchit de tout réglage supplémentaire, car la dilatation adéquate pour un environnement précis est régie par la structure choisie de la série de lamelle (nombre de lamelles, largeur/élasticité des interstices formé par les modules compressibles).

[0021] Un ensemble de sous-revendications présente également des avantages de l'invention.

[0022] Des exemples de réalisation et d'application sont fournis à l'aide de figures décrites :

Figure 1

une première perspective partielle du dispositif selon l'invention,

Figure 2

une deuxième perspective partielle du dispositif selon l'invention,

Figure 3

une troisième perspective complète pour un exemple type du dispositif selon l'invention.

[0023] Les figures 1 et 2 présentent une première et une deuxième perspective partielle du dispositif de compensation de la dilatation d'un rail (1) adapté au guidage de roue d'un véhicule sur une voie selon l'invention. La figure 2, étant une vue éclatée de la figure 1, est destinée à montrer les parties internes dudit dispositif de compensation de la dilatation.

[0024] Le rail susceptible de dilatation sur la voie est ainsi interrompu et comprend une portion de voie constituée par un embout de rail (1), une série d'éléments sous forme de lamelles transversales (6) de voie ayant une section identique à celle du rail, étant successivement et longitudinalement disposés sur la portion et entre lesquels sont intercalés des modules compressibles (7), seulement représentés à la figure 1. Un deuxième embout de rail (non représenté) est également prévu à l'autre extrémité de la série de lamelles transversales, de façon à ce que la série de lamelles et leurs modules compressibles intercalaires soient solidairement encapsulables entre les deux embouts.

[0025] Les modules compressibles (7) sont par exemple élastomères ou à ressort afin de fournir des largeurs variables avoisinées, idéalement en mode de repos (libre de dilatation, donc de compression desdits modules) de l'ordre de 10 mm. Ce dernier ordre de grandeur est particulièrement bien adapté au dimensionnement des roues actuelles pour les transports en commun classiques. Une série de au moins 15 modules compressibles permet donc de compenser sans difficulté une dilatation de 150mm de rails adjacents au dispositif selon l'invention. Dans la pratique, il s'avère aussi que 21 lamelles pour une compensation de 150mm de dilatation possible est un nombre suffisamment bien adapté.

[0026] Les lamelles transversales sont par exemple de simples « tranches » transversalement découpées dans un rail. Les dites lamelles transversales comportent au moins une ouverture reliant ses deux sections et adaptée pour y disposer un élément antifriction (5) tel qu'un anneau intérieur à l'ouverture dans lequel est inséré un axe (3, 4) reliant longitudinalement par coulisse le rail susceptible de dilatation (par l'intermédiaire des deux embouts de rail) aux lamelles transversales. Le rail comporte à ses embouts substitués et disposés aux extrémités de la portion de voie pour le dispositif de compensation de la dilatation, au moins une ouverture pour un élément antifriction (2) dans lequel est inséré un axe (3, 4) reliant longitudinalement par coulisse le rail aux lamelles transversales.

[0027] Idéalement, les axes (3, 4) sont au nombre de trois et sont insérés de part et d'autre et dans la partie supérieure de section d'un rail de traction (pour deux galets tracteurs) et des lamelles transversales.

[0028] Dans tous les cas, un ou les axes permettent d'obtenir simplement une rigidité suffisante de maintien mécanique des lamelles pour assurer une continuité parfaite de voie. Des écarts des lamelles latéralement à la direction de voie sont ainsi en cas de dilatation très avantageusement éliminés.

[0029] Le rail susceptible de dilatation peut être avantageusement un rail ferroviaire adapté au guidage d'une roue de type fer. Dans ce cas, les lamelles peuvent aussi être des tranches de rail de type fer.

[0030] Alternativement, le rail susceptible de dilatation peut être une voie plane adaptée au guidage d'une roue à pneumatique de type fer ou béton. Ici encore, les lamelles peuvent aussi être des tranches de rail de type fer ou un autre matériau dont la partie supérieure assure une planéité continue avec le rail susceptible de dilatation.

[0031] Enfin, le rail peut être un rail de traction adapté au guidage d'une ou deux roues latérale(s) au rail de traction sur lequel viennent prendre prise deux galets de traction (inclinés à environ 45° sur un ou deux côtés de rail). Ici encore une parfaite continuité de voie est assurée pour plusieurs roues-galets.

[0032] La figure 3 présente une troisième perspective complète pour un exemple type du dispositif de compensation de la dilatation selon l'invention. En un ensemble monobloc, deux embouts de rail (1) encapsulent de part et d'autre la série de lamelles transversales (6) entre lesquels sont disposés les modules compressibles. Cet ensemble est un exemple concret d'un dispositif de compensation de la dilatation adapté à la mise en oeuvre de la méthode d'installation selon l'invention de ce dernier par simple insertion sur un tronçon de voie auparavant supprimé.

Revendications

1. Dispositif de compensation de la dilatation d'un rail (1) adapté au guidage de roue d'un véhicule sur une voie, ledit dispositif étant destiné à être installé sur une portion de ladite voie, caractérisé en ce qu'il comporte
une série d'éléments sous forme de lamelles transversales (6), lesdites lamelles (6) ayant une section identique à celle du rail (1) et étant déstinées à être successivement et longitudinalement disposées sur ladite portion de voie, le dispositif comportant des modules compressibles (7) étant intercalés entre lesdites lamelles (6).

2. Dispositif selon revendication 1, pour lequel les modules compressibles (7) sont élastomères ou à ressort afin de fournir des largeurs variables avoisinées, idéalement pour en mode de repos de l'ordre de 10 mm.

3. Dispositif selon revendication 1 ou 2, pour lequel les lamelles transversales comportent au moins une ouverture pour un élément antifriction (5) dans lequel est inséré un axe (3, 4) reliant longitudinalement par coulisse les lamelles transversales entre elles.

4. Rail adapté au guidage de roue d'un véhicule sur une voie caractérisé en ce qu'il comprend un dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes.

5. Rail selon la revendication précédente caractérisé en ce qu'il comporte aux extrémités de portion de voie, au moins une ouverture pour un élément antifriction (2) dans lequel est inséré un axe (3, 4) reliant longitudinalement par coulisse le rail aux lamelles transversales.

6. Rail selon une des revendications 4 ou 5, pour lequel le rail est un rail ferroviaire adapté au guidage d'une roue de type fer.

7. Rail selon une des revendications 4 à 6, pour lequel le rail est une voie plane adaptée au guidage d'une roue à pneumatique.

8. Rail selon une des revendications 4 à 7, pour lequel le rail est un rail de traction adapté au guidage d'une ou deux roues latérale(s) au rail de traction.

9. Rail selon revendication 8, pour lequel les axes (3, 4) sont au nombre de trois et sont insérés de part et d'autre et dans la partie supérieure de section du rail de traction et des lamelles transversales.

10. Procédé d'installation d'un dispositif selon une des revendications précédentes, caractérisé en ce que :

- un tronçon de voie est libéré de tout rail sur une longueur définie,

- un ensemble comprenant une série de lamelles transversales (6) avec les modules compressibles (7) ést inséré à la place dudit tronçon.

Ansprüche

1. Vorrichtung zum Dehnungsausgleich für eine Schiene (1), die zum Führen des Rades eines Fahrzeugs auf einem Gleis geeignet ist, wobei die Vorrichtung dazu bestimmt ist, auf einem Abschnitt des Gleises installiert zu werden, dadurch gekennzeichnet, dass sie umfasst:

eine Reihe von Elementen in Form von Querlamellen (6), wobei die Lamellen (6) den gleichen Querschnitt wie die Schiene (1) haben und dazu bestimmt sind, auf dem Gleisabschnitt hintereinander und in Längsrichtung angeordnet zu werden, wobei die Vorrichtung zusammendrückbare Module (7) umfasst, die zwischen die Lamellen (6) gesetzt sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der die zusammendrückbaren Module (7) Elastomere sind oder Federn besitzen, um benachbarte veränderliche Breiten von im Ruhezustand idealerweise etwa 10 mm zu ergeben.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, bei der die Querlamellen mindestens eine Öffnung für ein Antifriktionselement (5) umfassen, in die eine Achse (3, 4) eingeführt ist, die die Querlamellen in Längsrichtung über eine Gleitführung untereinander verbindet.

4. Schiene, die zum Führen des Rades eines Fahrzeugs auf einem Gleis geeignet ist, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Vorrichtung nach einem beliebigen der vorangehenden Ansprüche umfasst.

5. Schiene nach dem vorangehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass sie an den Gleisabschnittsenden mindestens eine Öffnung für ein Antifriktionselement (2) umfasst, in die eine Achse (3, 4) eingeführt ist, die die Schiene in Längsrichtung über eine Gleitführung mit den Querlamellen verbindet.

6. Schiene nach einem der Ansprüche 4 oder 5, bei der die Schiene eine Eisenbahnschiene ist, die zum Führen eines eisenartigen Rades geeignet ist.

7. Schiene nach einem der Ansprüche 4 bis 6, bei der die Schiene ein ebenes Gleis ist, das zum Führen eines luftbereiften Rades geeignet ist.

8. Schiene nach einem der Ansprüche 4 bis 7, bei der die Schiene eine Traktionsschiene ist, die zum Führen von einem oder zwei seitlichen Rädern an der Traktionsschiene geeignet ist.

9. Schiene nach Anspruch 8, bei der die insgesamt drei Achsen (3, 4) beidseits und im oberen Teil des Querschnitts der Traktionsschiene und der Querlamellen eingeführt sind.

10. Verfahren zur Installation einer Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass:

- ein Gleisabschnitt über eine festgelegte Länge von jeglichen Schienen geräumt wird,

- eine Anordnung, die eine Reihe von Querlamellen (6) mit den zusammendrückbaren Modulen (7) umfasst, anstelle des Abschnitts eingesetzt wird.

Claims

1. Device for compensating for the expansion of a rail (1) adapted to the guidance of a vehicle wheel on a track, said device being intended to be installed on a portion of said track, characterised in that it is composed of a series of components in the form of transverse strips (6), said strips (6) having an identical cross-section to that of the rail (1) and being intended to be successively and longitudinally positioned on said portion of track, the device comprising compressible modules (7) being interspersed between said strips (6).

2. Device according to claim 1, for which the compressible modules (7) are elastomer or spring type in order to provide variable adjacent widths, ideally approximately 10 mm in rest mode.

3. Device according to claim 1 or 2, for which the transverse strips comprise at least one opening for an anti-friction component (5) in which a shaft (3, 4) is inserted which longitudinally connects the transverse strips therebetween by a slide.

4. Rail adapted to the guidance of a vehicle wheel on a track, characterised in that it comprises a device according to any one of the preceding claims.

5. Rail according to the preceding claim, characterised in that it comprises, at the ends of the portion of track, at least one opening for an anti-friction component (2) in which a shaft (3, 4) is inserted which longitudinally connects the rail to the transverse strips by a slide.

6. Rail according to one of claims 4 or 5, for which the rail is a railway rail adapted to guidance of an iron type wheel.

7. Rail according to one of claims 4 to 6, for which the rail is a flat track adapted to guidance of a pneumatic-tyred wheel.

8. Rail according to one of claims 4 to 7, for which the rail is a traction rail adapted to guidance of one or two lateral wheels on the traction rail.

9. Rail according to claim 8, for which the shafts (3, 4) are three in number and are inserted on either side and in the top part of the section of traction rail and transverse strips.

10. Installation process for a device according to one of the previous claims, characterised in that:

- a section of track is released from any rail over a defined length,

- an assembly comprising a series of transverse strips (6) with the compressible modules (7) is inserted in place of said section.

Dessins