~074~60 PROCEDE DE FABRICATION D'UN SECTEUR DE TRANSITION D'UN
_ RAIh ET RAIh AINSI OBTENU
La pr sente invention concerne un procédé de fabrication d'un secteur de transition d'un rail de chemin de fer pour assurer la liaison entre des rails de sections différentesO L'invention concerne également un rail de chemin de fer obtenu par la mise en oeuvre de ce procédé.
La section des rails de chemin de fer est généralement fonction du trafic ferroviaire. En conséquence et pour assurer la continuité de la voie, il faut un secteur de transition pour assurer la liaison entre des rails de sections diff rentes.
Jusqu'à présent, il existe plusieurs moyens pour réaliser de tels secteurs da transition. L'un de ces moyens consiste à aligner, ~out à bout, deux rails de sections différentes et d'effectuer la liaison entre ces rails à l'aide d'éclisses de raccord. Ces éclisses sont constituées par des ~arres usinées ou forgées, adaptées au pro~il de chacun des deux rails et qui sont boulonnées sur chacun de ceux-ci, latéralement entre la tête et le pied du rail de manière à ce que les arêtes de roulement de chacun des deux rails soient en alignement mutuel.
Cette solution ne convient pas dans le cas de voies complètement soudées et se trouve donc éliminée pour la plupart des applications étant donné que l'évolution actuelle est orientée vers les voies soudées, notamment à cause de l'augmentation de la vitesse des convois ferroviaires et de la nécessité de l'élimination du bruit engendré au passage d'un joint non soudé. En outre, ces raccords ne sont jamais parfaits et le moindre jeu a une incidence négative sur leur tenue.
Certes, dans certains réseaux on a déjà remplacé
les éclisses par une soudure aluminotherm.ique des extrémités des deux rails de sections différentes, ...... ., : , . ' ', . ''' :' ' ' . . . . ~ 074 ~ 60 METHOD FOR MANUFACTURING A TRANSITION SECTOR OF A
_ RAIh AND RAIh THUS OBTAINED
The present invention relates to a method of manufacturing a transition sector of a rail railway to link rail of different sections The invention relates also a railway rail obtained by putting implementing this process.
The section of the railway rails is generally a function of rail traffic. In consequence and to ensure the continuity of the way, a transition sector is needed to ensure connection between rails of different sections.
So far, there are several ways to realize such transition sectors. One of these means consists in aligning, ~ out to end, two rails of different sections and make the connection between these rails using joint bars. These sides consist of machined or forged arres, adapted to the pro ~ il of each of the two rails and which are bolted to each of these, laterally between the head and foot of the rail so that the edges of each of the two rails are in mutual alignment.
This solution is not suitable for lanes completely welded and is therefore eliminated for the most applications since evolution is oriented towards welded tracks, in particular because of the increase in convoy speed and the need to eliminate the noise generated by the passage of an unwelded joint. In furthermore, these connections are never perfect and the less play has a negative impact on their behavior.
Certainly in some networks we have already replaced the sides by an aluminothermic welding of ends of the two rails of different sections, .......,:, . '',. ''':'' '' . . . .
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mais la plupart des réseaux objectent cette solution, ceci pour plusieurs raisons. L'une de celles-ci est une transition beaucoup trop abrupte des moments d'inertie entre des rails de sections différentes~ En outre, lorsqu'une soudure est effectuée entre des profils di~férents, il est très difficile de détecter des défauts de soudure à cause du non-alignement des ar8tes.
Un autre moyen de réalisation de ces secteurs de transition met en oeuvre des pièces composites appelées "coupons mixtes". Ce procédé consiste à rabattre une extr~mités d'un tronçon de rail à forte section, après l'avoir chauffé, pour réduire son hauteur à celle du rail de faible section. L'exces de matière qui s'accumule ainsi dans l'âme du rail est ensuite enlevé
par usinage afin d'adapter la section de ce rail à
celle du rail de faible section. Le tronçon façonné de cette manière est ensuite soudé, à l'usine, à un tron~con de faible section pour former un coupon mixte ayant des extrémités à faible section respectivPment à
forte section. Ce procédé ne peut pas 8tre appliqué à
l'usine sur des rails de longueur standard, par exemple 18 mètres, car le maniement et le transport d'un coupon mi~te d'una longueur de 36 m8tres est très difficile.
Il faut donc se limiter à des coupons mi~tes d'une longueur réduite pour faciliter les conditions de transport. Sur place ces coupons mi~tes doivent ensuite être insérés dans la voie par soudure aux deux extr~mités des coupons. Il en resulte, au minimum, un soudure supplémentaire, généralement trois soudures supplémentaires si on tient compte des deux soudures aux extrémitéq, ce ~ui augmente singulièrement le co~t de la pose. ~n outre, des soudures successives rapprochées doivent 8tre évitées.
Le but de la présente invention est de prévoir un nouveau procédé de ~abrication d'un secteur de .
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, ~7~660 transition d'un rail de chemin de fer, qui perm~t l'elimination des inconvénients précités sans perturbation de la continuité de la voie.
Pour atteindre cet objectif, l'invention propose un procédé de fabrication d'un secteur de transition d'un rail de chemin de fer pour assurer la liaison entre des rails de sections différentes, qui est caractérisé en ce l'on réduit, par forgeage, l'extrémité d'un rail ayant la plus grande section jusqu'à la section du rail ayant la plus petite section et en ce que l'on soude ce secteur , sur le site, entre les rails de sections différentes.
Le forgeage est, de préférence, effectué par déformation à chaud entre des matrices, l'excès de matière étant refoulé dans le pied du rail et pouvant être enlevé, en cas de besoin, par usinage.
L'invention permet, par conséquent, liélimination de la soudure entre deux extrémités de sections differentes. Ceci non seulement supprime les coûts et aléas d'une soudure, mais permet en outre le maintien des fibres de l'acier et, par conséquent, la préservation des propriétés mécaniques du rail.
Etant donné ~ue le ~orgeage peut être effectué sur l'extrémité d'un rail de longueur standard, celui-ci peut être mis en place, sur site, par des soudures standard et à la place d'un rail standard. Autrement dit, après la mise en place du secteur de transiti~n, la voie ne présente pas plus de soudures que normalement, c'est-à-dire sans secteur de transitionO
Il n'est plus nécessaire de prévoir une provision importante de coupons mixtes, il suffit de disposer simplement des ~uelques rails , de longueur standard, a bout forgé.
Le forgeage est, de pré~érence, ef~ectué de manière que la zone de transition entre les deu~
sections différentes s'étende sur une certaine - ~7~6g~
longueur. Ceci élimine le passage abrupt d'une section à une autre et assure une meilleure transition du moment d'inertie qui est réparti sur une certaine longueur.
L'invention prévoit également un rail de chemin de fer obtenu par la mise en oeuvre de C2 procédé et comprenant une extrémité dont la section est réduite par forgeage et une zone de transition progressive, d'une certaine longueur, entre cette extrémité et le reste du rail.
D'autres particularités et caractéristiques ressortiront de la description d'un mode d'exécution avantageux présenté ci-dessous, à titre d'illustration, en référence aux dessins dans lesquels :
Les figures 1 et 2 montrent schématiquement une coupe verticale à travers une presse de forgeage pour la mise en oeuvre du procédé selon l'invention ;
La figure 3 montre schématiquement une vue en perspective d'un secteur de transition réalise selon la présente invention et La figure 4 montre schématiquement une vue en coupe suivant le plan A-A sur la figure 3.
Un rail 10 dont i~ faut réduire la section est chauffé uniformément au rouge par des moyens connus en soi et non représentés. Ce rail 10 est ensuite retourné dans un berceau allongé fi~e 12 d'un~ presse de forgeage, de manière que sa tête 15 soit logée dans le berceau 12 comme représenté sur la figure 1. Des moyens appropriés, non représentés, sont prévus en bout de rail pour le maintenir dans la position représentée.
De part et d'autre du rail 10 sont prévues deux matrices 14 pouvant coulisser, de façon coordonnee, trans~ersalement par rapport au rail 10 sous l'action de moyens hydrauliques non montrés. Ces matrices comportent, chacune, un tampon 16 de déformation du rail 12. La particularité de ces tampons 16 e~t que , ' ' . . . " ' 207~6`0 leur section est variable dans le sens longitudinal, c'est-à-dire perpendiculairement au plan des figures 1 et 2, ceci de manière à ce que la section corresponde d'un côté à celle du rail ayant la section la plus faible (voir fig.2) et, de l'autre côté, à celle du rail ayant la section la plus forte (voir fig.1), l'évolution de la section de chaque tampon 16 entre ces deux extrémités étant progressive. Lorsque la presse est fermée par déplacement des matricas 14 vers le rail 10, celui-ci subit une déformation progressive sur la longueur des tampons 16 entre la section élevée et la section faible.
Lors de cette déformation, l'excès de matière est essentiellement refoulé dan~ le pied 18 du rail de sorte que celui-ci devient plus épais (voir figure 2) tandis qu'un rebord 16a sur les matrices 16 empêche son elargissement ou réduit sa largeur. Compte tenu de la forme des matrices ce rebord 16a est maximal d'un côté
(fig~2) et minimal voire absent de l'autre (fig.1) avec une évolution progressive d'un c8té à l'autre. Pour conserver la forme du pied ou lui donner sa forme, il est préférable de prévoir au-dessus du rail 10 une matrice plate 20 à mouvement vertical. Si nécessaire, ou souhaitable, il est possible d'enlever l'excès de largeur ou de profondeur du pied 18 par u inage par exemple jusqu'en 21 sur la figure 2.
Si l'opération de forgeage décrite ci-dessus n'est pas effectuée en bout de rail, il est possible de la faire suivre par une ou plusieurs opérations de forgeage complémentaires en utilisant cette fois un autre jeu de matrices dont les tampons présentent, sur tout~ la longueur, une section uniforme complémentaire à celle du rail de faible section.
Le rail ain~i obtenu après une opération de forg~age est representé ~ur les ~iyure~ 3 et 4 en 22.
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2~74660 La figure 3 représente, en perspective, un rail de transition aussi forgé d'une longueur standard L p.ex.
de 18 mètres. Ce rail présente d'un côté , une première section 22a s'étendant sur une longueur La et du côté opposé, une seconde section 22b, la première section 22a etant du point de vue surface, plus petite que la seconde section 22b. Le tronçon du rail avec la s~ction 22a possède par ailleurs une hauteur Ha qui est de ~ H inférieure à la hauteur Hb de l'autre tronçon. Entre ces deux tronçons se trouve la zone de transition d'une certaine longueur Lb obtenue par forgeage à l'aide des matrices 14 et le long de laquelle la petite section 22a évolue progressivement vers la section forte 22b.
La différence en~re les deux sections 22a et 22b est nettement visible sur la figure 2 dont la petite section 22a est hachurée.
Si les rails à section faible ont une t8te plus étroite que les rails à forte section, il est préférable de réduire p.ex.~ par usinage, le long du tronçon La et de la zone de transition Lb la largeur de la tete 24 du rail 22 comme le montre la figure 4. En tout état de cause et co~mme en témoigne la figure 3, la t8te 24 du rail 22 doit présenter, d'un côté, sur toute la longueur, une arête de roulement 26 ~ui est en alignement parfait dans les deux tronçons.
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but most networks object to this solution, this for several reasons. One of these is a far too abrupt transition of moments of inertia between rails of different sections ~ En in addition, when a weld is made between different profiles, it is very difficult to detect welding faults due to the non-alignment of the ar8tes.
Another way of achieving these sectors of transition implements composite parts called "mixed coupons". This process consists in folding down a ends of a section of rail with a large section, after having heated it, to reduce its height to that of the rail of small section. The excess material that thus accumulates in the soul of the rail is then removed by machining in order to adapt the section of this rail to that of the small section rail. The shaped section of this way is then welded, at the factory, to a tron ~ con of small section to form a mixed coupon having ends with small respective cross-section strong section. This process cannot be applied to the factory on standard length rails, for example 18 meters, because handling and transporting a coupon mi ~ te una length of 36 m8tres is very difficult.
We must therefore limit ourselves to mi ~ your coupons reduced length to facilitate the conditions of transport. On site, these mid coupons must then be inserted into the track by welding to both coupons ends. As a result, at least one additional weld, usually three welds if the two welds are taken into account at the extremes, this ~ ui singularly increases the cost of the pose. ~ n addition, successive welds close together should be avoided.
The object of the present invention is to provide a new process of ~ manufacturing a sector of .
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, ~ 7 ~ 660 transition of a railroad, which allows elimination of the aforementioned drawbacks without disruption of track continuity.
To achieve this objective, the invention proposes a process for manufacturing a transition sector of a railroad to ensure the connection between rails of different sections, which is characterized by this one reduces, by forging, the end of a rail having the largest section up to the section of the rail having the smallest section and in that we weld this sector, on site, between section rails different.
The forging is preferably carried out by hot deformation between dies, excess of material being pushed back into the base of the rail and capable of be removed, if necessary, by machining.
The invention therefore makes it possible to eliminate welding between two ends of sections different. This not only removes costs and hazards of a weld, but also allows the maintenance steel fibers and therefore the preservation of the mechanical properties of the rail.
Given ~ ue the ~ orgeage can be performed on the end of a standard length rail, this one can be installed on site by welding standard and instead of a standard rail. Other says, after the establishment of the transiti ~ n sector, the track has no more welds than normally, i.e. without transition sector O
It is no longer necessary to make a provision large number of mixed coupons, just have simply ~ uelques rails, of standard length, has forged end.
Forging is, pre ~ erence, ef ~ ectué de way that the transition zone between the two ~
different sections spans a certain - ~ 7 ~ 6g ~
length. This eliminates the steep passage of a section to another and ensures a better transition from moment of inertia which is distributed over a certain length.
The invention also provides a rail track iron obtained by implementing C2 process and comprising an end whose section is reduced by forging and a progressive transition zone, of a certain length, between this end and the rest of the rail.
Other features and characteristics will emerge from the description of an embodiment advantageous presented below, by way of illustration, with reference to the drawings in which:
Figures 1 and 2 schematically show a vertical section through a forging press for the implementation of the method according to the invention;
Figure 3 shows schematically a view in perspective of a transition sector achieved according to the present invention and Figure 4 shows schematically a sectional view according to the plane AA in FIG. 3.
A rail 10 of which i ~ must reduce the section is uniformly heated to red by means known in self and not shown. This rail 10 is then returned in an elongated cradle fi ~ e 12 of a ~ press forging, so that its head 15 is housed in the cradle 12 as shown in Figure 1. Des appropriate means, not shown, are provided at the end rail to keep it in the position shown.
On either side of the rail 10 are provided two dies 14 which can slide, in a coordinated manner, trans ~ ersalement compared to rail 10 under the action hydraulic means not shown. These matrices each have a buffer 16 for deformation of the rail 12. The particularity of these buffers 16 e ~ t that , ''. . . "' 207 ~ 6`0 their section is variable in the longitudinal direction, that is to say perpendicular to the plane of Figures 1 and 2, so that the section matches from one side to that of the rail having the most section weak (see fig. 2) and, on the other side, that of the rail with the largest section (see fig. 1), the evolution of the section of each buffer 16 between these both ends being progressive. When the press is closed by movement of the matricas 14 towards the rail 10, it undergoes a progressive deformation on the length of the buffers 16 between the high section and the weak section.
During this deformation, the excess material is essentially driven back in ~ 18 foot of the rail so that it becomes thicker (see figure 2) while a flange 16a on the dies 16 prevents its widening or reducing its width. Considering the shape of the matrices this rim 16a is maximum on one side (fig ~ 2) and minimal or even absent from the other (fig.1) with a gradual evolution from one city to another. For keep the shape of the foot or give it its shape, it is preferable to provide above rail 10 a flat matrix 20 with vertical movement. If necessary, or desirable, it is possible to remove excess width or depth of the foot 18 per u inage per example until 21 in Figure 2.
If the forging operation described above is not not carried out at the end of the rail, it is possible to forward by one or more operations of complementary forging this time using a another set of dies whose stamps show, on all ~ length, a complementary uniform section to that of the rail of small section.
The rail ain ~ i obtained after an operation of forg ~ age is represented ~ ur ~ iyure ~ 3 and 4 in 22.
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2 ~ 74660 Figure 3 shows, in perspective, a rail of transition also forged of standard length L e.g.
18 meters. This rail has on one side, a first section 22a extending over a length La and on the opposite side, a second section 22b, the first section 22a being smaller in surface area than the second section 22b. The section of the rail with the s ~ ction 22a also has a height Ha which is ~ H less than the height Hb of the other section. Between these two sections is the area of transition of a certain length Lb obtained by forging using dies 14 and along which the small section 22a evolves gradually towards the strong section 22b.
The difference in ~ re the two sections 22a and 22b is clearly visible in Figure 2, the small section 22a is hatched.
If the rails with a small cross-section have a larger head narrower than the rails with a large section it is better to reduce e.g. ~ by machining, along the section La and of the transition zone Lb the width of the head 24 of the rail 22 as shown in Figure 4. In any event and as shown by Figure 3, the head 24 of rail 22 must have, on one side, on all the length, a bearing edge 26 ~ ui is perfect alignment in the two sections.
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