CA2074660A1 - Procede de fabrication d'un secteur de transition d'un rail et rail ainsi obtenu - Google Patents

Procede de fabrication d'un secteur de transition d'un rail et rail ainsi obtenu

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CA2074660A1
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rail
section
forging
transition
rails
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CA 2074660
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Charles Risch
Jean-Pol Braquet
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Kihn Sarl
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Kihn Sarl
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    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21KMAKING FORGED OR PRESSED METAL PRODUCTS, e.g. HORSE-SHOES, RIVETS, BOLTS OR WHEELS
    • B21K7/00Making railway appurtenances; Making vehicle parts
    • B21K7/02Making railway appurtenances; Making vehicle parts parts for permanent way

Abstract

PROCEDE DE FABRICATION D'UN SECTEUR DE TRANSITION D'UN RAIL ET RAIL AINSI OBTENU Les deux extrémités du rail ont des sections (22a)(22b) différentes tandis qu'une zone de transition progressive d'une certaine longueur (Lb) est prévue entre ces deux extrémités. La déformation est réalisée par forgeage à chaud entre deux matrices déplaçables.

Description

~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, ...... ., : , . ' ', . ''' :' ' ' . . . .
2 0 ~

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 .
.
.
, ~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.

., .

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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Claims (5)

1. 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, caractérisé en ce que 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.
2. Procédé selon la revendication, caractérisé en ce que le forgeage est effectué par déformation à chaud entre des matrices déplaçables (14, 26), l'excès de matière étant refoulé dans le pied (18) du rail (10).
3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'excès de matière est enlevé par usinage.
4. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3 caractérisé en ce que le forgeage est effectué de manière à ce que la zone de transition entre les deux sections différentes s'étende progressivement sur une certaine longueur (Lb).
5. Rail de chemin de fer obtenu par la mise en oeuvre du procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4 et comprenant une extrémité dont la section (22a) est réduite par forgeage et une zone de transition progressive d'une certaine longueur (Lb) entre cette extrémité et le reste du rail.
CA 2074660 1992-06-10 1992-07-24 Procede de fabrication d'un secteur de transition d'un rail et rail ainsi obtenu Abandoned CA2074660A1 (fr)

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