BE1020879A4 - HEART WITH MOBILE POINT FOR ORNIERES RAILS. - Google Patents
HEART WITH MOBILE POINT FOR ORNIERES RAILS. Download PDFInfo
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Description
CŒUR A POINTE MOBILE POUR RAILS A ORNIÈRES DOMAINE TECHNIQUE DE L’INVENTIONHEART WITH MOBILE POINT FOR RAIL ORNIERS TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
La présente invention concerne le domaine technique des infrastructures ferroviaires, plus particulièrement des voies ferrées, et plus particulièrement des cœurs à pointe mobile pour rails à ornières.The present invention relates to the technical field of railway infrastructure, more particularly railways, and more particularly to the movable point cores for rutted rails.
CONTEXTE DE L’INVENTIONBACKGROUND OF THE INVENTION
Sur les voies ferrées, on appelle « cœur » la partie des voies au niveau de laquelle se matérialise le croisement de deux rails, et qui permet au trafic d’avoir lieu alternativement en ligne droite ou de manière déviée sans aucune restriction. Les cœurs sont répartis en cœurs à pointe fixe et en cœurs à pointe mobile. Ces derniers permettent d’éviter le principal inconvénient des cœurs à pointe fixe, qui disposent d’une zone appelée « lacune », dans laquelle la surface de roulement s’interrompt, éliminant ainsi cette dernière, et offrant une surface de roulement continue.On the railroad tracks, the "part" of the tracks at which the crossing of two rails crosses, and which allows the traffic to take place alternately in a straight line or deviated without any restriction, is called "heart". Hearts are divided into fixed-tip hearts and moving-tip hearts. These avoid the main disadvantage of fixed-point cores, which have an area called "gap", in which the running surface is interrupted, eliminating the latter, and providing a continuous rolling surface.
Dans le domaine ferroviaire, les cœurs à pointe mobile pour rails à ornières sont bien connus. Ils se composent d’une partie fixe et d’une partie mobile, cette dernière s’accouplant alternativement avec un côté ou l’autre de la partie fixe, permettant ainsi aux roues des trains de passer à travers une section ou une autre du dispositif, constituant un chemin de roulement continu, et éliminant la nécessité de contre-rails, indispensables pour guider les axes ferroviaires à travers la lacune du cœur à pointe fixe.In the railway field, the movable-point cores for rutters are well known. They consist of a fixed part and a moving part, the latter coupling alternately with one side or the other of the fixed part, thus allowing the wheels of the trains to pass through one section or another of the device , constituting a continuous raceway, and eliminating the need for counter rails, essential for guiding railway axes through the gap of the fixed-point core.
Les cœurs à pointe mobile sont connus dans le'domaine des installations ferroviaires, étant donné qu’ils sont utilisés sur les lignes à grande vitesse, les lignes de fret, et les lignes de transports urbains. Dans tous les cas, les cœurs à pointe mobile sont utilisés sur les rails Vignol de type ferroviaire, ou sont compatibles avec ce type de rails.Mobile tip cores are known in the field of railroad facilities, as they are used on high speed lines, freight lines, and urban transport lines. In all cases, the mobile tip cores are used on rail-type Vignol rails, or are compatible with this type of rail.
Cependant, le cœur à pointe mobile n’est pas aussi courant sur les installations qui utilisent des rails à ornières, c’est-à-dire sur les installations dans lesquelles les rails sont intégrés au sol. C’est pourquoi on ne dispose pas d’une grande expérience avec les coeurs mobiles dans le domaine des rails à ornières. Avec ce type d’infrastructure ferroviaire, le rail possède une forme spéciale, en ce que sa tête est munie d’une aile de façon à créer une ornière qui permet au rebord de la roue du train de passer sans aucune restriction, mais également de contenir le revêtement qui entoure le rail, étant donné que la partie supérieure de la tête est située au niveau de la surface du revêtement de la rue.However, the moveable tip core is not as common on installations that use railed rails, that is, on installations in which the rails are embedded in the ground. This is why there is not much experience with mobile hearts in the field of rutters. With this type of rail infrastructure, the rail has a special shape, in that its head is provided with a wing so as to create a rut that allows the rim of the wheel of the train to pass without any restriction, but also contain the coating that surrounds the rail, since the upper part of the head is located at the surface of the street facing.
Les rails à ornières sont également caractérisés par la diminution du rayon de voie déviée, par rapport aux rails Vignol. Cela est du au fait que, en règle générale, les rails à ornières sont destinés aux installations encastrées dans la chaussée, qui permettent aux véhicules de prendre des virages prononcés dans les rues, et les rails sont installés dans des espaces plus restreints, de façon à réduire les rayons de courbure, et à limiter la longueur totale des voies. En outre, la vitesse moyenne réduite qui caractérise les installations de tramways ne nécessite aucun rayon élevé en voie déviée. Parmi les autres applications courantes des rails à ornières, on peut également citer les ports et les voies industrielles, où le train doit partager une plate-forme avec le trafic routier composé de camions et de véhicules de tourisme. En général, dans ce genre de situation, l’espace disponible pour les véhicules ferroviaires est limité, et ceux-ci doivent donc avoir un rayon de voie déviée relativement réduit, afin de limiter leur taille. La vitesse de passage est également réduite. Les véhicules sur rails à ornières possèdent généralement des rayons de 25, 30, 50, 100 ou 190 mètres, les rayons supérieurs à ces derniers étant très rares. La diminution des rayons en voie déviée se traduit par des angles de croisement au niveau des coeurs supérieurs à ceux généralement utilisés sur les coeurs de rails Vignol correspondants.Rails are also characterized by a decrease in deviated track radius compared to Vignol rails. This is because, as a general rule, rutter tracks are intended for recessed installations in the roadway, which allow vehicles to take sharp turns in the streets, and the rails are installed in smaller spaces, so to reduce the radii of curvature, and to limit the total length of the tracks. In addition, the reduced average speed characteristic of tramway installations does not require any high beam in deviated course. Other common applications of railed rails include ports and industrial tracks, where the train must share a platform with road traffic consisting of trucks and passenger vehicles. In general, in this type of situation, the space available for railway vehicles is limited, and they must therefore have a relatively small deflected track radius, in order to limit their size. The speed of passage is also reduced. Railed track vehicles generally have radii of 25, 30, 50, 100 or 190 meters, with the upper radii being very rare. The decrease in deflected radii results in higher crossing angles at the cores than those generally used on the corresponding Vignol rail cores.
Dans le domaine ferroviaire, il est connu que, lorsque l’angle d’un cœur à pointe fixe est élevé, le choc qui se produit lorsque la roue du train passe au niveau de la lacune (ou de la zone du chemin de roulement dans laquelle la roue du train est partiellement supportée) l’est également. Cela est du au fait que la zone de transition entre les pattes de lièvre et la pointe se réduit. Ainsi, le passage de la roue du train est plus brusque, et génère un choc. Cet effet se traduit par un bruit et un impact plus importants au sein des cœurs de rails à ornières que des cœurs de rails Vignol, et a pour conséquence de réduire la durée de vie, de nécessiter une maintenance plus fréquente, et d’occasionner une gêne pour les riverains.In the railway field, it is known that, when the angle of a fixed-point core is high, the shock that occurs when the wheel of the train passes at the level of the gap (or the area of the raceway in which the wheel of the train is partially supported) is also. This is because the transition zone between the hare's feet and the tip is reduced. Thus, the passage of the wheel of the train is more abrupt, and generates a shock. This effect results in greater noise and impact in ribbed-track cores than Vignol-track cores, and results in shorter service life, more frequent maintenance, and increased lead time. embarrassment for the residents.
L’état actuel de la technique offre quelques solutions pour éviter les lacunes des cœurs à pointe fixe sur les rails à ornières.The current state of the art offers some solutions to avoid gaps in fixed-point cores on rutted rails.
L’une de ces solutions correspond à la demande de brevet EP-1512791 -Al, qui décrit un cœur mobile, aigu ou non, dans lequel la lacune ou la zone dans laquelle s’interrompt le chemin de roulement du cœur à pointe fixe est supprimée à l’aide d’un panneau mobile qui coulisse dans le sens latéral au niveau de la surface de roulement, et qui est entraîné par des moyens mécaniques ou des moyens hydrauliques. Grâce à ce panneau mobile, il est possible de créer un chemin de roulement continu, en voie directe ou en voie déviée. Tout spécialiste en infrastructures ferroviaires notera que des jonctions ont lieu entre la partie fixe et ledit panneau mobile, au sein des côtés dudit panneau coulissant, et prennent des angles égaux à 90°. On remarque également que deux jonctions très proches se produisent au passage des roues des trains, et correspondent à celles formées entre la partie fixe et ledit panneau mobile. Ceci s’avère problématique du point de vue du choc généré et de la maintenance nécessaire, étant donné que ces jonctions, bien que leur largeur soit réduite, en raison de leur angle élevé, tendent à se désolidariser au passage des roues des trains, et à produire un bruit et une déformation plastique de la surface de roulement. La proximité des deux jonctions tend à amplifier cet effet.One of these solutions corresponds to the patent application EP-1512791-A1, which describes a movable core, acute or not, in which the gap or the zone in which the runway of the fixed point core is interrupted is removed by means of a movable panel which slides in the lateral direction at the level of the running surface, and which is driven by mechanical means or hydraulic means. Thanks to this movable panel, it is possible to create a continuous raceway, in direct track or deviated way. Any rail infrastructure specialist will note that junctions take place between the fixed part and said movable panel, within the sides of said sliding panel, and take angles equal to 90 °. Note also that two very close junctions occur at the passage of the wheels of the trains, and correspond to those formed between the fixed part and said movable panel. This proves problematic from the point of view of the shock generated and the necessary maintenance, since these junctions, although their width is reduced, because of their high angle, tend to become disconnected at the passage of the wheels of the trains, and to produce noise and plastic deformation of the running surface. The proximity of the two junctions tends to amplify this effect.
En outre, le brevet ES-2264056-T3, basé sur le brevet européen EP-1455017-B1, décrit un cœur à pointe mobile dont l’élément fixe en forme de gouttière permet de l'intégrer au revêtement du sol. L’élément mobile se compose de deux profilés symétriques reliés entre eux au niveau de l’extrémité libre de la pointe, qui est formée par deux moitiés égales et accouplées entre elles, permettent ainsi de faire glisser une moitié par rapport à l’autre lors du mouvement de manœuvre. Cet agencement de la pointe présente un grave inconvénient : sa fragilité dans sa partie la plus étroite.In addition, the patent ES-2264056-T3, based on the European patent EP-1455017-B1, discloses a movable tip core whose fixed element shaped gutter integrates it to the floor covering. The movable element consists of two symmetrical sections interconnected at the free end of the tip, which is formed by two equal halves and coupled together, thus allow to slide one half relative to the other during of the movement of maneuver. This arrangement of the tip has a serious drawback: its fragility in its narrowest part.
Ladite zone, soumise aux contraintes des roues du train, ou éventuellement aux talonnages et à l’usure, ou aux dommages provoqués par les corps étrangers qui s’interposent entre la roue du train et la pointe, tend à subir une déformation plastique, à s’user, et finalement à se casser, ce qui réduit sa durée de vie utile.Said zone, subject to the constraints of the wheels of the train, or possibly to heelings and wear, or to the damage caused by the foreign bodies which interpose between the wheel of the train and the tip, tends to undergo a plastic deformation, to wear, and eventually break, which reduces its useful life.
Il serait par conséquent souhaitable de trouver une solution technique qui permette d’éviter les problèmes propres aux cœurs à pointe mobile utilisés sur les rails à ornières de l’art actuel.It would therefore be desirable to find a technical solution which avoids the problems of the moving-head cores used on rutted rails of the present art.
DESCRIPTION DE L’INVENTIONDESCRIPTION OF THE INVENTION
La présente invention a pour objectif d’éliminer les inconvénients de l’art actuel décrits ci-dessous, à l’aide d’un cœur à pointe mobile pour rails à ornières, qui comprend un élément fixe en forme de gouttière muni d’une partie centrale qui comprend une cavité intermédiaire de section horizontale longitudinale substantiellement trapézoïdale, dans laquelle convergent respectivement un premier et un second tronçons d’ornières d’entrée, et un premier et un second tronçons d’ornières de sortie de chemins de roulement qui se croisent en un angle aigu ; un élément mobile qui comprend une première branche élastique et une seconde branche élastique, qui convergent dans la cavité de l'élément fixe, qui sont reliées au niveau de leurs extrémités antérieures convergentes et avec les parties arrières logées dans les tronçons d’ornières de sortie respectifs, et qui possèdent une largeur supérieure auxdits tronçons. Ledit cœur se caractérise en ce que ladite première branche est une pointe principale à tête de section horizontale triangulaire placée sur un plan horizontal par rapport à sa partie arrière ; ladite seconde branche est une pointe secondaire latérale qui est fixée de manière coulissante au niveau de la pointe principale, à proximité de ladite tête, à l’aide d’au moins un système de liaison élastique ; la pointe principale bute alternativement, en entraînant avec elle la pointe secondaire, contre les parois latérales intérieures des côtés opposés de la chambre intermédiaire de l’élément fixe, afin de constituer sélectivement un premier chemin de roulement continu formé par le tronçon de rail qui correspond à la première ornière d'entrée, la pointe principale et le tronçon de rail qui correspond à la première ornière de sortie, et un second chemin de roulement continu formé par le tronçon de rail qui correspond à la seconde ornière d’entrée, la pointe secondaire et au moins une partie de la tête de la pointe principale et le tronçon de rail qui correspond à la seconde ornière de sortie.It is an object of the present invention to eliminate the disadvantages of the present art described below with the aid of a reamer-moving reamed-head core which includes a fixed gutter-shaped element provided with a central portion which comprises an intermediate cavity of substantially trapezoidal longitudinal horizontal section, in which first and second sections of inlet ruts converge respectively, and first and second sections of intersecting raceway exit ruts; at an acute angle; a movable element which comprises a first elastic branch and a second elastic branch, which converge in the cavity of the fixed element, which are connected at their converging front ends and with the rear parts housed in the exit rut sections respective, and which have a width greater than said sections. Said core is characterized in that said first branch is a main point with triangular horizontal section head placed on a horizontal plane relative to its rear portion; said second leg is a lateral secondary tip which is slidably attached at the main point near said head using at least one elastic linkage system; the main tip alternately abuts, by driving with it the secondary tip, against the inner side walls of the opposite sides of the intermediate chamber of the fixed element, to selectively constitute a first continuous raceway formed by the rail section which corresponds at the first entrance ridge, the main point and the section of rail that corresponds to the first exit rut, and a second continuous raceway formed by the section of rail corresponding to the second entrance ridge, the point secondary and at least a portion of the head of the main tip and the rail section that corresponds to the second exit rut.
Selon l’invention, le premier et le second chemins de roulement peuvent être respectivement une voie directe et une voie déviée.According to the invention, the first and second raceways may be respectively a direct track and a deflected track.
Selon l’invention, il est possible de prévoir des premiers et des seconds moyens de fixation destinés à fixer les parties arrières respectives des pointes respectives (à proximité de leurs extrémités libres) aux parois latérales intérieures respectives desdits tronçons d’ornières arrières. Les tronçons d’ornières arrières peuvent comprendre des rainures longitudinales dans lesquelles sont logées les parties inférieures respectives des parties arrières des pointes, auquel cas les moyens de fixation comprennent chacun une cale et une clavette de fixation disposées entre la base de la partie arrière de la pointe et le fond de la rainure correspondante, et une cale disposée latéralement dans la rainure longitudinale, afin d’appuyer ladite partie contre la paroi latérale interne du tronçon d’ornière de sortie correspondant.According to the invention, it is possible to provide first and second fixing means for fixing the respective rear portions of the respective tips (near their free ends) to the respective inner side walls of said rear rut sections. The rear rutting sections may comprise longitudinal grooves in which the respective lower parts of the rear parts of the tips are housed, in which case the fixing means each comprise a wedge and a fastening key disposed between the base of the rear part of the tip and the bottom of the corresponding groove, and a shim disposed laterally in the longitudinal groove, for pressing said portion against the inner side wall of the corresponding output rut section.
Dans un mode de réalisation de l’invention, l’élément fixe comprend quatre extrémités libres au niveau desquelles sont soudés des rails à ornières, qui peuvent être en acier au carbone ou en alliage léger.In one embodiment of the invention, the stationary member comprises four free ends at which ribbed rails, which may be carbon steel or light alloy, are welded.
De préférence, l’élément fixe et l’élément mobile sont réalisés en acier austénitique fondu au manganèse, résistant à l’usure. De la même manière, la surface de contact avec les roues des trains de l’élément fixe et de l’élément mobile est de préférence préparée aux explosions ou aux déformations plastiques similaires pouvant aller jusqu’à une dureté de 320 à 350 HBN, afin d’augmenter sa durée de vie.Preferably, the fixed element and the movable element are made of manganese fused austenitic steel, resistant to wear. In the same way, the contact surface with the wheels of the stationary element and the movable element is preferably prepared for explosions or similar plastic deformations up to a hardness of 320 to 350 HBN, so that to increase its life.
La présente invention permet d’appliquer avantageusement les coeurs à pointe mobile aux installations qui utilisent des rails à ornières, comme les tramways, les métros légers, les voies de fret et les ports. Ces avantages peuvent être résumés comme suit : - Diminution du niveau de bruit et de choc, grâce à l’absence de lacune ou d’interruption du chemin de roulement, celui-ci étant continu.The present invention makes it possible to advantageously apply the moveable tip cores to installations using rutted rails, such as trams, light rail, freight lanes and ports. These advantages can be summarized as follows: - Decrease of the noise level and shock, thanks to the absence of gap or interruption of the raceway, this one being continuous.
- Réduction des coûts liés au cycle de vie des systèmes ferroviaires, grâce à la diminution du choc et de l’usure de la lacune - Augmentation des niveaux de confort sur les lignes dédiées au trafic de passagers. Possibilité de rendre compatible le trafic ferroviaire avec différents niveaux de calage ou profils de roues, étant donné que la surface de roulement est continue, et qu’il est inutile d’utiliser des contre-rails.- Reduced costs related to the life cycle of railway systems, thanks to the reduction of the shock and the wear of the gap - Increased comfort levels on lines dedicated to passenger traffic. Possibility to make rail traffic compatible with different levels of rigging or wheel profiles, since the running surface is continuous, and it is unnecessary to use counter rails.
Le présent brevet concerne un cœur à pointe mobile pour rails à ornières qui permet de résoudre les problèmes tels que ceux décrits ci-dessus.The present patent relates to a movable tip core for rutted rails which makes it possible to solve problems such as those described above.
De la même manière, et en partant du fait que les rails à ornières sont destinés à être intégrés au revêtement de sol, le problème lié à leur maintenance est également résolu de manière avantageuse : - Remplacement rapide des éléments susceptibles de s’abîmer ou de s’user prématurément, c’est-à-dire de ceux qui constituent la pointe mobile.In the same way, and starting from the fact that the railed rails are intended to be integrated in the flooring, the problem related to their maintenance is also solved in an advantageous way: - Quick replacement of the elements likely to deteriorate or to wear prematurely, that is to say of those which constitute the moving point.
- Possibilité de réparer les parties usées grâce à un rechargement par soudage à l’arc électrique sur le rail lui-même, sans avoir besoin de démonter le cœur, étant donné que cette opération est lourde et coûteuse en raison de l’intégration au revêtement de sol, et implique un temps d’arrêt prolongé de l’installation.- Possibility of repairing the worn parts by reloading by electric arc welding on the rail itself, without the need to dismantle the core, since this operation is heavy and expensive due to the integration with the coating of soil, and involves a prolonged downtime of the installation.
- Intégration au rail continu soudé, sans jonctions à vis.- Integration with the continuous welded rail, without screw junctions.
Les jonctions situées dans le méplat d’encastrement de la pointe principale et de la pointe secondaire avec l’élément fixe peuvent adopter un angle de 90°, mais, afin de réduire les bruits et les chocs lors du passage des roues des trains, il est avantageux que lesdites jonctions adoptent des angles de 45° ou 60°. Ainsi, les coûts liés au cycle de vie du cœur à pointe mobile de la présente invention sont également réduits, la durée de vie de ses composants est augmentée, et ses coûts de maintenance sont diminués.The junctions in the flush mounting of the main point and the secondary point with the fixed element can adopt a 90 ° angle, but in order to reduce the noise and shocks during the passage of the wheels of the trains, It is advantageous for said junctions to adopt angles of 45 ° or 60 °. Thus, the life cycle costs of the moving tip core of the present invention are also reduced, the service life of its components is increased, and its maintenance costs are decreased.
Cette configuration permet d’éliminer la lacune ou la discontinuité du chemin de roulement qui existe sur les cœurs à pointe fixe classiques, offrant ainsi un chemin de roulement continu pour les roues des trains. La configuration de la présente invention offre de grands avantages par rapport à l’état de l’art existant décrit ci-dessus : - Les jonctions formées entre l’élément fixe et la pointe principale, et entre la pointe principale et la pointe secondaire, constituent des angles sensiblement obliques par rapport aux trajectoires des roues des trains, et, ainsi, le passage de la roue du train entre les éléments susmentionnés est homogène, et le roulement s’effectue quasiment sans chocs et sans déformation plastique ni usure prématurées, ce qui permet de réduire le coût lié au cycle de vie du cœur.This configuration makes it possible to eliminate the gap or discontinuity of the raceway that exists on conventional fixed-tip cores, thus providing a continuous raceway for the wheels of the trains. The configuration of the present invention offers great advantages over the existing state of the art described above: The junctions formed between the fixed element and the main point, and between the main point and the secondary point, are angles substantially oblique with respect to the trajectories of the wheels of the trains, and thus the passage of the wheel of the train between the aforementioned elements is homogeneous, and the rolling is carried out almost without shocks and without plastic deformation or wear premature, this which reduces the cost of the life cycle of the heart.
- La distance entre les jonctions consécutives d’un même composant mobile, qu’il s’agisse de la pointe principale ou de la pointe secondaire, est supérieure à celle du document EP-1512791-AI. Les composants sont ainsi plus stables et plus solides, et les éléments mobiles n’ont pas tendance à osciller au passage des roues des trains ; - La pointe principale forme en sa partie inférieure un élément monolithique unique, qui lui permet d’être plus solide, plus particulièrement en cas de trafic en voie directe.- The distance between the consecutive junctions of the same mobile component, whether the main tip or the secondary tip, is greater than that of EP-1512791-AI. The components are thus more stable and stronger, and the moving elements do not tend to oscillate at the passage of the wheels of the trains; - The main tip forms in its lower part a single monolithic element, which allows it to be more solid, more particularly in case of traffic in direct way.
- Possibilité d’utiliser, pour les éléments soumis aux contraintes de la roue du train, de l’acier austénitique fondu au manganèse et résistant aux impacts et à l’usure grâce à sa tendance à se durcir au contact des roues, ce qui permet de réduire le coût lié au cycle de vie.- Possibility of using, for the elements subjected to the constraints of the wheel of the train, austenitic steel fused with manganese and resistant to the impacts and to the wear thanks to its tendency to harden in contact with the wheels, which allows reduce the cost of the life cycle.
L’utilisation d’acier moulé ou fondu pour l’élément fixe ou pour l’élément mobile est avantageuse pour les raisons suivantes : - La conception de l’élément fixe et de l’élément mobile est plus flexible, étant donné que le processus de moulage de l’acier permet d’obtenir des formes simples ou des formes plus complexes.The use of cast or molten steel for the fixed member or the movable member is advantageous for the following reasons: - The design of the fixed member and the movable member is more flexible, since the process Steel molding makes it possible to obtain simple shapes or more complex shapes.
- Il existe une grande variété d’aciers fondus résistants à l’usure et à la déformation plastique, et de nouveaux aciers peuvent être développés, sans dépendre des aciers commerciaux et des produits laminés.- There is a wide variety of molten steels resistant to wear and plastic deformation, and new steels can be developed without depending on commercial steels and rolled products.
Il est possible d’utiliser des aciers fondus au carbone ou faiblement alliés, tant pour l’élément fixe que pour l’élément mobile du cœur à pointe mobile pour rails à ornières de la présente invention.It is possible to use carbon or low alloy alloy steels, both for the fixed member and for the moving member of the movable reamer tip core of the present invention.
Dans tous les cas, les parties de l’élément fixe et de l’élément mobile soumises au contact des roues des trains, ou les parties d’accouplement ou de coulissement des éléments susmentionnés, ainsi que la base d’appui de l’élément fixe sur l’infrastructure, sont de préférence mécanisées à l’aide de moyens fraisés ou brossés, afin de garantir leur bon fonctionnement tout au long de leur durée de vie.In all cases, the parts of the fixed element and the movable element subjected to contact with the wheels of the trains, or the coupling or sliding parts of the aforementioned elements, as well as the base of support of the element fixed on the infrastructure, are preferably mechanized using milled or brushed means, to ensure their proper operation throughout their lifetime.
Les éléments de roulement des cœurs à pointe mobile dans les modes de réalisation les plus connus dans le domaine ferroviaire (tant au niveau de l’élément fixe que de l’élément mobile) sont généralement composés d’aciers de dureté naturelle ou d’aciers endurcis par traitement thermique. Dans le premier cas, la résistance à l’usure n’est pas aussi bonne dans le second cas, ce qui fait augmenter la dureté de la zone de roulement jusqu’à 300 HBN en cas de matériaux superficiellement endurcis par traitement thermique. Ledit traitement thermique est superficiel, et celui-ci, allié aux caractéristiques du matériau de base (qui est généralement de l’acier au carbone ou faiblement allié), présente différents inconvénients : - La couche superficielle endurcie ne se régénère pas automatiquement, et diminue au fur et à mesure que l’usure progresse dans la zone de contact avec la roue du train.The rolling elements of the movable-tip cores in the most well-known embodiments in the railway field (both in the fixed element and in the moving element) are generally composed of steels of natural hardness or steels hardened by heat treatment. In the first case, the wear resistance is not as good in the second case, which increases the hardness of the bearing area up to 300 HBN in the case of superficially hardened materials by heat treatment. Said heat treatment is superficial, and this, combined with the characteristics of the base material (which is generally carbon steel or low alloyed), has various disadvantages: - The hardened surface layer does not regenerate automatically, and decreases as the wear progresses in the contact area with the wheel of the train.
- Le matériau de base des éléments de roulement n’est pas facilement réparable directement sur le rail par recharge électrique, étant donné que le carbone et/ou les éléments d'alliage exige(nt) de réaliser un préchauffage du matériau, qui n’est pas facile à effectuer sur le rail.- The base material of the rolling elements is not easily repairable directly on the rail by electric charging, since the carbon and / or the alloying elements require (s) to carry out a preheating of the material, which does not is not easy to perform on the rail.
Les propriétés et les avantages liés à l’utilisation de l’acier austénitique au manganèse sont bien connus dans le domaine ferroviaire, en raison de son excellent compromis entre la résistance aux chocs et à l’usure. Ledit matériau subit un phénomène marqué d’endurcissement superficiel du à la déformation plastique à froid au passage des roues des trains. Il se forme au niveau de sa surface une couche de dureté extrême capable de résister à l’usure, et de conserver une grande souplesse en son noyau, qui lui permet de résister aux chocs et à la propagation des fissures.The properties and advantages of using manganese austenitic steel are well known in the railway industry because of its excellent compromise between impact and wear resistance. Said material undergoes a marked phenomenon of superficial hardening due to cold plastic deformation at the passage of the wheels of the trains. It forms at its surface a layer of extreme hardness capable of withstanding wear, and maintain a high flexibility in its core, which allows it to withstand shocks and crack propagation.
L’utilisation de l’acier austénitique au manganèse dans les éléments en contact avec la roue du train présente les avantages suivants par rapport aux aciers au carbone ou faiblement alliés de dureté naturelle, ou superficiellement endurcis par traitement thermique : - Au moment de sa mise en service, il possède une dureté naturelle modérée proche de 200 HBN. Dans les premiers moments de sa mise en service, le matériau subit des déformations plastiques qui induisent un durcissement superficiel pouvant atteindre 500 HBN dans la zone de contact avec les roues des trains.The use of manganese austenitic steel in the elements in contact with the wheel of the train has the following advantages over carbon steels or low alloyed natural hardness, or superficially hardened by heat treatment: - At the time of its implementation in use, it has a moderate natural hardness close to 200 HBN. In the first moments of its commissioning, the material undergoes plastic deformations which induce a surface hardening of up to 500 HBN in the contact zone with the wheels of the trains.
- La couche superficielle durcie se régénère au fur et à mesure que les roues du train passent, de façon à ne pas être éliminée par l’usure produite par ces dernières, mais à rester présente tout au long de la durée de vie du cœur.- The hardened surface layer regenerates as the wheels of the train pass, so as not to be eliminated by the wear produced by them, but to remain present throughout the life of the heart.
- Facilité de réparation par rechargement par soudage, étant donné qu’aucun préchauffage n'est nécessaire. En utilisant des électrodes de matériau identique, la zone réparée acquière de nouveau sa dureté de travail - soit 500 HBN - ors du passage des roues du train. Cet avantage est particulièrement important pour les opérations de maintenance et pour les réparations occasionnées par l’usure, les déraillements, les dommages provoqués par les corps étrangers, etc.- Easy repair by welding, since no preheating is necessary. By using electrodes of identical material, the repaired area acquires its working hardness again - 500 HBN - as the train wheels pass. This advantage is particularly important for maintenance operations and for repairs caused by wear, derailments, damage caused by foreign objects, etc.
- Possibilité de préparer aux explosions ou aux déformations plastiques similaires les surfaces de roulement des éléments en acier austénitique au manganèse, en conférant au matériau une dureté initiale de 320 à 350 HBN, et en limitant la déformation plastique provoquée par le contact avec les roues du train. Ladite préparation augmente la durée de vie du composant et contribue à préserver la géométrie de la zone de roulement tout au long de la durée de vie du composant.- Possibility of preparing the rolling surfaces of austenitic manganese steel elements for explosions or similar plastic deformations, by giving the material an initial hardness of 320 to 350 HBN, and by limiting the plastic deformation caused by contact with the wheels of the train. Said preparation increases the life of the component and helps to preserve the geometry of the rolling area throughout the life of the component.
L’utilisation d’acier austénitique fondu au manganèse au sein de l’élément fixe -1- ou de l’élément mobile -2- du cœur à pointe mobile pour rails à ornières selon l’invention présente de réels avantages, comme une diminution des coûts liés au cycle de vie du cœur, une augmentation de sa disponibilité et une plus grande facilité de maintenance.The use of austenitic manganese austenitic steel within the fixed element -1- or the movable element -2- of the movable tip core for rutting rails according to the invention has real advantages, such as a reduction core life cycle costs, increased availability and ease of maintenance.
Selon ce qui précède, la présente invention résout efficacement les problèmes de l’art actuel, et atteint ainsi son objectif.According to the foregoing, the present invention effectively solves the problems of the present art, and thus achieves its purpose.
BRÈVE DESCRIPTION DES FIGURESBRIEF DESCRIPTION OF THE FIGURES
La partie ci-dessous décrit les aspects et les modes de réalisation de l’invention, sur la base de schémas, sur lesquels la figure 1 est une vue de dessus d’un mode de réalisation du cœur à pointe mobile pour rail à ornières selon la présente invention, dans une position de passage à la circulation en voie directe, en considérant que ledit cœur est intégré à un embranchement simple déviant à droite ; la figure 2 est une vue de dessus du cœur à pointe mobile pour rails à ornières illustré sur la figure précédente, dans une position de passage en voie déviée ; la figure 3 est une vue de dessus du cœur à pointe mobile pour rails à ornières selon la présente invention, dans une position de passage à la circulation en voie directe, en considérant que ledit cœur est intégré à un embranchement simple déviant à gauche ; la figure 4 est une vue de dessus du cœur à pointe mobile pour rails à ornières selon la présente invention, dans une position de passage à la circulation en voie déviée, en considérant que ledit cœur est intégré à un embranchement simple déviant à gauche ; les figures 5, 6 et 7 illustrent les sections en coupe respectives AB, CD, EF de la figure 1 ; la figure 8 illustre une vue K selon la section EF de la figure 7, sur laquelle on peut apercevoir le trou traversant de la pointe secondaire, qui permet de l’accoupler de manière coulissante avec la pointe principale ; les figures 9 et 10 illustrent respectivement les sections en coupe GH et IJ de la figure 1.The part below describes the aspects and embodiments of the invention, on the basis of diagrams, in which FIG. 1 is a top view of an embodiment of the reamed rail tip core according to the present invention, in a position of passage to traffic in direct track, considering that said heart is integrated in a simple branch deviating to the right; Figure 2 is a top view of the movable tip core for railed rails illustrated in the previous figure, in a deviated way of crossing position; Figure 3 is a top view of the movable ridge core for railed rails according to the present invention, in a position of passage to traffic in direct track, considering that said heart is integrated in a simple branch deviating to the left; Figure 4 is a top view of the movable ridge-shaped heart for railed rails according to the present invention, in a position of passage to traffic in deviated way, considering that said heart is integrated in a simple branch deviating to the left; Figures 5, 6 and 7 illustrate the sectional sections respectively AB, CD, EF of Figure 1; FIG. 8 illustrates a view K along the section EF of FIG. 7, on which the through hole of the secondary point can be seen, which makes it possible to couple it slidably with the main point; FIGS. 9 and 10 respectively show section sections GH and IJ of FIG.
Ces figures contiennent des numéros de référence qui identifient les éléments suivants : 1 élément fixe 1A cavité intermédiaire de l’élément fixe 1B extrémités libres de l’élément fixe 2 élément mobile 2A pointe principale 2B pointe secondaire 3A, 3B, 3C, 3D rails à ornières 4A, 4B cales de fixation AC, 4D clavettes inférieures 5 système de liaison élastique 5A groupe de ressorts 5B vis passante 5C douille entretoise 6 revêtement 7 trou traversant 8 trou traversant fendu 9 voie directe 10 voie déviéeThese figures contain reference numbers which identify the following elements: 1 fixed element 1A intermediate cavity of the fixed element 1B free ends of the fixed element 2 movable element 2A main point 2B secondary tip 3A, 3B, 3C, 3D rails to ruts 4A, 4B shims AC, 4D lower keys 5 system of elastic connection 5A group of springs 5B screwdriver 5C bushing spacer 6 coating 7 through hole 8 through hole split 9 direct lane 10 deflected
MODES DE RÉALISATION PRÉFÈRES DE L’INVENTIONPREFERRED EMBODIMENTS OF THE INVENTION
Dans les modes de réalisation de l’invention illustrés sur les figures, le cœur à pointe mobile pour rails à ornières est formé des éléments suivants :In the embodiments of the invention illustrated in the figures, the movable point core for rutted rails is formed from the following elements:
Une partie fixe 1 monolithique en acier fondu, en forme de gouttière, qui permet de l’intégrer au revêtement de sol 6.A fixed part 1 monolithic molten steel, shaped gutter, which allows to integrate it to the flooring 6.
Une partie mobile 2, formée de deux éléments, à savoir une pointe principale 2A et une pointe secondaire 2B, réalisés également en acier fondu.A movable portion 2, formed of two elements, namely a main tip 2A and a secondary tip 2B, also made of molten steel.
Quatre rails à ornières 3A, 3B, 3C et 3D en acier laminé au carbone ou faiblement allié, reliés par soudure électrique spéciale à la partie fixe 1 du cœur.Four rutted rails 3A, 3B, 3C and 3D in carbon-laminated or low alloy steel, connected by special electrical welding to the fixed part 1 of the core.
Deux cales 4A et 4B, et deux clavettes 4C et 4D qui servent d’éléments de fixation de la pointe principale 2A et de la pointe secondaire 2B, au niveau de l’élément fixe 1 du cœur à pointe mobile, dans une zone d’encastrement de la pointe principale 2A et de la pointe secondaire 2B.Two wedges 4A and 4B, and two keys 4C and 4D which serve as fixing elements of the main tip 2A and the secondary tip 2B, at the fixed element 1 of the movable tip core, in a zone of embedding of the main point 2A and the secondary point 2B.
Un système de liaison élastique 5 entre la pointe principale 2A et la pointe secondaire 2B afin de les maintenir accouplées au cours de la manœuvre du cœur, tout en permettant leur coulissement relatif, afin que l’élément mobile 2 ne constitue pas un triangle indéformable.An elastic connection system 5 between the main tip 2A and the secondary tip 2B to keep them coupled during the maneuver of the heart, while allowing their relative sliding, so that the movable member 2 is not a dimensionally stable triangle.
En raison de la nécessité d’intégrer le cœur à pointe mobile pour rails à ornières selon la présente invention dans le revêtement de sol 6, l’élément fixe monolithique 1 adopte une forme de gouttière, la pointe principale 2A et la pointe secondaire 2B de l’élément mobile 2 étant situées dans une cavité 1a de section horizontale longitudinale sensiblement trapézoïdale au sein de l’élément fixe 1, de façon à pouvoir se déplacer alternativement d’un côté et de l’autre de chacune d’elles, tout en restant accouplées au niveau d’un côté puis de l’autre de l’intérieur dudit élément 1, permettant ainsi au trafic ferroviaire de passer en voie directe 9 ou en voie déviée 10, respectivement. L’élément mobile 2 formé de la pointe principale 2A et de la pointe secondaire 2B est encastré dans la zone de méplat ou de sortie du cœur, à l’aide de cales de fixation 4A et 4B, et des clavettes inférieures 4C et 4D empêchent son coulissement dans le sens longitudinal. L’élément mobile 2 se déplace de manière élastique, sans articulations, d’un côté puis de l’autre à l’intérieur de la cavité intermédiaire 1A, comme l’illustrent les figures 1 à 4, de l’élément fixe 1 dans laquelle il est logé.Due to the necessity of integrating the movable reamer tip core according to the present invention into the floor covering 6, the monolithic fixed member 1 adopts a gutter shape, the main point 2A and the secondary tip 2B of the movable element 2 being located in a cavity 1a of longitudinal substantially trapezoidal horizontal section within the fixed element 1, so as to be able to move alternately on one side and the other of each of them, while remaining coupled at one side then the other of the interior of said element 1, thus allowing the rail traffic to pass in direct way 9 or deviated way 10, respectively. The movable element 2 formed of the main tip 2A and the secondary tip 2B is embedded in the flattened zone or output of the core, with fixing shims 4A and 4B, and lower keys 4C and 4D prevent sliding in the longitudinal direction. The movable element 2 moves elastically, without joints, on one side and then on the other inside the intermediate cavity 1A, as shown in FIGS. 1 to 4, of the fixed element 1 in which he is lodged.
L'élément mobile 2 est conçu de telle sorte que la pointe principale 2A est située de façon à former un chemin de roulement continu en voie directe. Il est constitué d’un élément monolithique en sa partie la plus étroite, et non de deux moitiés symétriques, comme cela est décrit dans le brevet ES-2264056-T3. Ce mode de réalisation garantit sa solidité, plus particulièrement pour le trafic en voie directe, qui implique généralement une circulation plus rapide et plus fréquente que la voie déviée. La tendance à la déformation plastique, à l’usure et la rupture est également éliminée en cas de talonnage ou de dommages provoqués par les corps étrangers qui s’interposent entre le système et la roue du train.The movable member 2 is designed such that the main tip 2A is located to form a continuous direct track raceway. It consists of a monolithic element in its narrowest part, and not of two symmetrical halves, as described in the patent ES-2264056-T3. This embodiment assures its robustness, especially for direct channel traffic, which generally involves faster and more frequent traffic than the deflected route. The tendency to plastic deformation, wear and tear is also eliminated in case of tailgating or damage caused by foreign bodies interposed between the system and the wheel of the train.
La pointe secondaire 2B est située du côté de la voie déviée et est accouplée à la pointe principale 2A. La pointe mobile 2, vue de dessus, possède ainsi sensiblement une forme de V.The secondary tip 2B is located on the side of the deflected track and is coupled to the main point 2A. The moving tip 2, seen from above, thus has a substantially V-shaped shape.
Grâce au système de liaison 5, dont les éléments principaux sont un groupe de ressorts 5A, une vis passante 5B avec son écrou correspondant, et une douille entretoise 5C qui traverse lesdits trous 7 et 8 dans la pointe principale 2A et la pointe secondaire 2B, l’accouplement permanent entre les éléments de la pointe 2A et 2B est garanti, tout en permettant leur coulissement relatif, étant donné que le trou traversant de la pointe secondaire 2B est fendu. Ainsi, grâce au système de liaison élastique 5, la pointe principale 2A et la pointe secondaire 2B forment une jonction solidaire en ce que les deux pointes 2A et 2B sont accouplées en permanence, tout en permettant un coulissement relatif dans le sens longitudinal afin que l’élément mobile 2 ne constitue pas un triangle indéformable au cours du mouvement ou de la manœuvre lorsque l’élément mobile 2 s’accouple à l’élément fixe 1 d’un côté ou de l’autre de sa partie inférieure, afin de permettre le passage à la voie directe ou à la voie déviée.Thanks to the connection system 5, the main elements of which are a group of springs 5A, a through screw 5B with its corresponding nut, and a spacer sleeve 5C which passes through said holes 7 and 8 in the main tip 2A and the secondary tip 2B, the permanent coupling between the elements of the tip 2A and 2B is guaranteed, while allowing their relative sliding, since the through hole of the secondary tip 2B is split. Thus, thanks to the elastic connection system 5, the main tip 2A and the secondary tip 2B form an integral connection in that the two points 2A and 2B are permanently coupled, while allowing relative sliding in the longitudinal direction so that the movable element 2 does not constitute a non-deformable triangle during the movement or maneuver when the mobile element 2 mates with the fixed element 1 on one side or the other of its lower part, in order to allow the passage to the direct track or the deflected track.
La partie fixe 1 possède quatre extrémités libres 1B, comme cela est illustré sur les figures 1 à 4, de préférence en forme de profilé de rail à ornières, au niveau desquelles sont soudées les sections des rails à ornières 3A, 3B, 3C et 3D, grâce à un procédé spécial de soudure électrique, qui permet une liaison résistante et solide entre les rails à ornières en acier au carbone ou faiblement alliés et l’élément fixe 1. Ainsi, le cœur à ponte mobile pour rails à ornières de la présente invention peut être soudé au rail continu sans jonctions, grâce à un procédé de soudure aluminothermique, au cours duquel les extrémités libres des rails 3A, 3B, 3C et 3D sont soudées au rail adjacent.The fixed part 1 has four free ends 1B, as illustrated in FIGS. 1 to 4, preferably in the form of a ribbed rail section, at which the sections of the rutted rails 3A, 3B, 3C and 3D are welded together. thanks to a special electric welding process, which allows a strong and strong connection between the carbon steel or low-alloy steel ruts and the fixed element 1. Thus, the movable ridge core for rutted rails of the present invention. The invention can be welded to the continuous rail without junctions, thanks to an aluminothermic welding process, during which the free ends of the rails 3A, 3B, 3C and 3D are welded to the adjacent rail.
Afin de faciliter le remplacement de l’élément mobile 2 ou de la pointe, celui-ci/celle-ci n’est pas soudé(e) au niveau de l'élément fixe 1 dans sa zone d’encastrement, mais est relié(e) mécaniquement à l’aide d’éléments d’encastrement formés de deux cales 4A et 4B qui fixent mécaniquement la pointe principale 2A et la pointe secondaire 2B sur l’élément fixe 1, et de deux clavettes 4C et 4D qui empêchent le coulissement longitudinal de la pointe principale 2A et de la pointe secondaire 2B. Grâce à ce mode, il est possible de remplacer la pointe principale 2A et la pointe secondaire 2B en cas de réparations ou d’opérations de maintenance à l’aide de moyens mécaniques simples, tout en maintenant l’ajustement mécanique adéquat de l’élément mobile 2 et de l’élément fixe 1 dans les conditions de trafic.In order to facilitate the replacement of the movable element 2 or the tip, the latter is not welded at the level of the fixed element 1 in its embedding zone, but is connected ( e) mechanically using embedding elements formed of two wedges 4A and 4B which mechanically fix the main tip 2A and the secondary tip 2B on the fixed element 1, and two keys 4C and 4D which prevent sliding of the main point 2A and the secondary point 2B. Thanks to this mode, it is possible to replace the main tip 2A and the secondary tip 2B in case of repairs or maintenance operations using simple mechanical means, while maintaining the adequate mechanical adjustment of the element mobile 2 and the fixed element 1 under the traffic conditions.
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