EP0761879B1 - Absorbeur de bruit pour rails d'une voie ferrée - Google Patents
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- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E01—CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
- E01B—PERMANENT WAY; PERMANENT-WAY TOOLS; MACHINES FOR MAKING RAILWAYS OF ALL KINDS
- E01B19/00—Protection of permanent way against development of dust or against the effect of wind, sun, frost, or corrosion; Means to reduce development of noise
- E01B19/003—Means for reducing the development or propagation of noise
Definitions
- the present invention relates to a noise for rails of a railway track.
- iron-on-iron contact between the tire bandage of a train and the rails of a railroad is a source of noise resulting from vibratory excitation of wheels and rails. These noises turnover are an important factor overall noises generated when a train passes.
- one solution is to have panels or screens phonic on either side of the track.
- Another solution is to change the profile of the rails of the train tracks and / or train wheels.
- the object of the invention is to design a dynamic noise absorber or damper of a new structure capable of fighting effectively against road noise.
- the invention provides an absorber noise for rails of a railway track, the rails being fixed on sleepers resting on a ballast, this noise absorber being characterized in that it is consisting of an active mass added to the skid of rail with interposition of a resilient element, the noise absorber being positioned in the area of the rail located between two consecutive sleepers.
- the active mass of the noise absorber is constituted by a metallic body of cylindrical shape extending parallel to the rails.
- the resilient element consists of a coating that surrounds the active mass of the absorber noise.
- the coating constituting the resilient element is in the form of a layer which covers the active mass over its entire length.
- the coating forming the element resilient is discontinuous and made in the form regularly spaced rings along the mass active.
- the active mass of the noise absorber is for example made of steel, and the resilient element is made of a plastomer or elastomer material.
- the noise damper is mounted in a housing of a metal support attached to the shoe rail and fixed to it, the support being a block of generally rectangular shape crossed rectangle right through through a central channel forming the housing of the noise absorber.
- the housing of the support which receives the noise absorber leads to the outside of the support through a slot radial whose width is adjustable, by means of screws example, to immobilize the noise absorber in its housing on the one hand, and to adjust the frequency of resonance of the noise absorber on the other hand.
- the noise absorber is previously mounted in a tubular element which is force fitted into the support housing.
- the absorbers of noise can be mounted on either side of each rail of the track, or on one side of the rails.
- noise absorbers are not necessarily mounted between all sleepers but can be mounted than both ties for example.
- noise absorber provides efficiency vibratory both vertically and in the transverse direction, its resonant frequency being much the same in both directions.
- a railway track is consisting of two parallel rails 1 fixed on sleepers 2 resting on a ballast 3.
- the representation of the railway was intentionally limited to a single rail 1 for reasons of simplification.
- a rail 1 is formed by a profile metallic comprising a central core 5, one of which end is extended by a mushroom 6 forming the rolling surface for the tire of the wheels of a train, and the other end of which extends by a foot rail or shoe 7 which extends on either side of the core 5 and is fixed to each cross member 2 by means of lag screw 9, for example.
- a noise absorber or damper 10 according to the invention comprises an active mass 12 of form cylindrical which is surrounded by a resilient element 14 which extends over part or the entire length of the active mass 12.
- resilient element 14 is a covering in the form a layer 15 which coats the active mass 12 over the entire the length of it.
- this coating is discontinuous and split into several rings 16 which are for example regularly spaced along the active mass 12.
- a ring 16 is at least provided at each end of the active mass 12.
- the active mass 12 is metallic, e.g. steel, and the resilient element 14 is made of a polymer or elastomer material, for example example.
- each noise absorber 10 is mounted in a housing 20 of complementary shape which is provided in a support metallic 22 advantageously made of aluminum.
- Each support 22 is a shape block generally rectangular parallelepiped axially pierced by a central channel, of circular cross section, which forms the housing 20 of the noise absorber 10.
- the housing 20 opens radially outward through a slot 24 which extends over the entire length of the support 22.
- Locking means such as screws 25 intended for engage in holes 26, reduce the width of the slot 24 to immobilize the absorber of noise 10 in its housing 20 on the one hand, and to adjust the resonance frequency of the noise absorber 10 on the other hand.
- each support 22 has a cavity 28 which extends over the entire the length of the support and whose profile, in section right, is generally complementary to that of the skate rail 7.
- a hole 29 which is drilled perpendicular to the housing 20 leads to the two front 22c and rear 22d of support 22 for receiving a fixing means, such as a bolt 30 ( Figure 5) to immobilize simultaneously on a pad 7 two supports 22 mounted on either side of a rail 1.
- noise absorbers 10 are reported on rails 1 in space located between two consecutive sleepers 2. More specifically, with particular reference to FIG. 5, noise absorbers 10 are reported on both sides of a rail 1 and their assembly is carried out as explained below.
- Each noise absorber 10 is added by so as to engage the rail shoe 7 in the notch 28 formed on the front side face 22c of the support 22.
- Two noise absorbers 10 are mounted opposite on either side of rail 1 and are joined to each other by the bolt 30 to immobilize them on the pad 7.
- the masses active 12 noise absorbers 10 then extend parallel to rail 1.
- each noise absorber 10 is mounted on one side of the rail 1.
- each noise absorber 10 can be fixed on the rail 1 by wedging the shoe 7 in the notch 28 of the support 22 of each absorber 10.
- each absorber of noise 10 has a resonant or tuning frequency which depends in particular on the thickness of the resilient element 14 and the length over which it covers the mass active 12.
- the screws 25 which allow the noise absorber 10 to be immobilized in the housing 20 of its support 22 as a result of a decrease of the width of the slot 24, also makes it possible to adjust the resonant frequency by varying the width from this slot 24.
- Figure 6 illustrates graphically the variations of the resonant frequency F of a noise absorber as a function of the value of pinch P of slot 24, this pinch value corresponding to the reduction in the width of the slot 24 obtained by means of screws 25.
- Curve C corresponding shows that the resonant frequency increases with the pinch value.
- This curve C has been obtained for a given configuration, this configuration corresponding to an active mass 12 of 200 mm in length and 50 mm in diameter, with one element resilient 14 with a thickness of 4.5 mm covering the active mass 12 over its entire length and consisting of a elastomer having a dynamic modulus of the order of 1.2 MPa (shear modulus).
- a noise damper 10 can have a length between 100 and 300 mm, for example 200 mm, this length being of course less than the distance between two sleepers 2, its diameter is around 50 mm, and the thickness of the resilient element 14 is of the order of 5 mm.
- a noise absorber 10 can be housed in a tubular element 35, and this assembly is mounted at force in the housing 20 of the support 22.
- the slot 24 and the screws 25 are removed, i.e. that it is not possible in this case to be able to adjust the resonance frequency of the noise absorber 10.
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Description
La présente invention concerne un absorbeur de
bruit pour rails d'une voie ferrée.
D'une manière générale, le contact fer sur fer
entre le bandage des roues d'un train et les rails d'une
voie ferrée, est une source de bruit résultant d'une
excitation vibratoire des roues et des rails. Ces bruits
de roulement sont un facteur important dans l'ensemble
des bruits générés au passage d'un train.
Pour lutter contre une telle source de bruit,
une solution consiste à disposer des panneaux ou écrans
phoniques de part et d'autre de la voie. Une autre
solution consiste à modifier le profil des rails de la
voie ferrée et/ou des bandages des roues du train.
Le but de l'invention est de concevoir un
absorbeur ou amortisseur dynamique de bruit d'une
structure nouvelle et capable de lutter efficacement
contre les bruits de roulement.
A cet effet, l'invention propose un absorbeur
de bruit pour rails d'une voie ferrée, les rails étant
fixés sur des traverses reposant sur un ballast, cet
absorbeur de bruit étant caractérisé en ce qu'il est
constitué d'une masse active rapportée sur le patin de
rail avec interposition d'un élément résilient,
l'absorbeur de bruit étant positionné dans la zone du
rail située entre deux traverses consécutives.
Selon une autre caractéristique de
l'invention, la masse active de l'absorbeur de bruit est
constituée par un corps metallique de forme cylindrique
s'étendant parallèlement aux rails.
Selon une autre caractéristique de
l'invention, l'élément résilient est constitué d'un
revêtement qui entoure la masse active de l'absorbeur de
bruit.
Selon un exemple de réalisation, le revêtement
constituant l'élément résilient est sous la forme d'une
couche qui recouvre la masse active sur toute sa
longueur.
En variante, le revêtement formant l'élément
résilient est discontinu et réalisé sous la forme
d'anneaux régulièrement espacés le long de la masse
active.
La masse active de l'absorbeur de bruit est
par exemple réalisée en acier, et l'élément résilient est
en un matériau plastomère ou élastomère.
Selon une autre caractéristique de
l'invention, l'amortisseur de bruit est monté dans un
logement d'un support métallique rapporté sur le patin de
rail et fixé à celui-ci, le support étant un bloc de
forme globalement parallélépipédique rectangle traversé
de part en part par un canal central formant le logement
de l'absorbeur de bruit.
Selon un mode de réalisation, le logement du
support qui reçoit l'absorbeur de bruit, débouche à
l'extérieur du support par l'intermédiaire d'une fente
radiale dont la largeur est réglable, au moyen de vis par
exemple, pour immobiliser l'absorbeur de bruit dans son
logement d'une part, et pour régler la fréquence de
résonance de l'absorbeur de bruit d'autre part.
En variante de ce mode de réalisation,
l'absorbeur de bruit est préalablement monté dans un
élément tubulaire qui est emmanché à force dans le
logement du support.
D'une manière générale, les absorbeurs de
bruit peuvent être montés de part et d'autre de chaque
rail de la voie ferrée, ou d'un seul côté des rails. En
outre, les absorbeurs de bruit ne sont pas nécessairement
montés entre toutes traverses mais peuvent être montés
que toutes les deux traverses par exemple.
Selon un avantage important de l'invention,
l'absorbeur de bruit permet d'obtenir une efficacité
vibratoire aussi bien dans le sens vertical que dans le
sens transversal, sa fréquence de résonance étant
sensiblement la même dans ces deux directions.
D'autres caractéristiques, avantages et
détails de l'invention ressortiront de la description
explicative qui va suivre, faite en référence aux dessins
annexés donnés à titre d'exemple et dans lesquels :
- la figure 1 est une vue en perspective partielle d'un rail d'une voie ferrée équipé d'absorbeurs de bruit selon l'invention,
- la figure 2 est une vue en coupe longitudinale d'un premier mode de réalisation d'un absorbeur de bruit selon l'invention,
- la figure 3 est une variante de l'absorbeur de bruit illustré à la figure 2,
- la figure 4 est une vue en perspective d'un amortisseur de bruit monté sur son support,
- la figure 5 est une vue en coupe suivant la ligne V-V de la figure 1,
- la figure 6 représente graphiquement les variations de la fréquence de résonance de l'absorbeur de bruit en fonction de la réduction de la largeur d'une fente radiale débouchant dans le logement du support qui reçoit l'absorbeur de bruit, et
- la figure 7 est une vue en coupe longitudinale d'un absorbeur de bruit monté à l'intérieur d'un élément tubulaire destiné à être emmanché à force dans un logement du support de l'absorbeur de bruit.
D'une manière classique, une voie ferrée est
constituée de deux rails parallèles 1 fixés sur des
traverses 2 reposant sur un ballast 3. Sur la figure 1,
la représentation de la voie ferrée a été volontairement
limitée à un seul rail 1 pour des raisons de
simplification.
Un rail 1 est constitué par un profilé
métallique comprenant une âme centrale 5 dont une
extrémité se prolonge par un champignon 6 formant la
surface de roulement pour le bandage des roues d'un
train, et dont l'autre extrémité se prolonge par un pied
de rail ou patin 7 qui s'étend de part et d'autre de
l'âme 5 et est fixé sur chaque traverse 2 au moyen de
tire-fond 9, par exemple.
D'une manière générale, en se reportant à la
figure 2, un absorbeur ou amortisseur de bruit 10 selon
l'invention comprend une masse active 12 de forme
cylindrique qui est entourée d'un élément résilient 14
qui s'étend sur une partie ou sur toute la longueur de la
masse active 12.
Dans l'exemple illustré à la figure 2,
l'élément résilient 14 est un revêtement sous la forme
d'une couche 15 qui enrobe la masse active 12 sur toute
la longueur de celle-ci. En variante, comme cela est
illustré à la figure 3, ce revêtement est discontinu et
scindé en plusieurs anneaux 16 qui sont par exemple
régulièrement espacés le long de la masse active 12.
Avantageusement, un anneau 16 est au moins prévu à chaque
extrémité de la masse active 12.
D'une manière générale, la masse active 12 est
métallique, en acier par exemple, et l'élément résilient
14 est en un matériau polymère ou élastomère, par
exemple.
En se reportant à la figure 4, chaque
absorbeur de bruit 10 est monté dans un logement 20 de
forme complémentaire qui est ménagé dans un support
métallique 22 avantageusement en aluminium.
Chaque support 22 est un bloc de forme
globalement parallélépipédique rectangle percé axialement
par un canal central, à section droite circulaire, qui
forme le logement 20 de l'absorbeur de bruit 10. Le
logement 20 débouche radialement vers l'extérieur par une
fente 24 qui s'étend sur toute la longueur du support 22.
Des moyens de blocage, tels que des vis 25 destinées à
s'engager dans des orifices 26, permettent de réduire la
largeur de la fente 24 pour immobiliser l'absorbeur de
bruit 10 dans son logement 20 d'une part, et pour régler
la fréquence de résonance de l'absorbeur de bruit 10
d'autre part.
Pour des raisons qui faciliteront
l'explication du montage des absorbeurs de bruit 10 sur
le patin 7 des rails 1, on distinguera sur le support 22
de la figure 4 : deux faces opposées respectivement
supérieure 22a et inférieure 22b, deux faces latérales
respectivement avant 22c et arrière 22d, et deux faces
d'extrémité 22e.
Dans ces conditions :
- le canal définissant le logement 20 du support 22 débouche aux deux faces d'extrémité 22e,
- la fente 24 débouche à la face arrière 22d du support 22,
- les orifices 26 sont ménagées au droit de la fente 24 pour recevoir les vis de blocage et de réglage 25.
En outre, la face latérale avant 22c de chaque
support 22 présente une cavité 28 qui s'étend sur toute
la longueur du support et dont le profil, en section
droite, est globalement complémentaire de celui du patin
de rail 7. Enfin, un orifice 29 qui est percé
perpendiculairement au logement 20 débouche sur les deux
faces avant 22c et arrière 22d du support 22 pour
recevoir un moyen de fixation, tel qu'un boulon 30
(figure 5) pour immobiliser simultanément sur un patin 7
deux supports 22 montés de part et d'autre d'un rail 1.
D'une manière générale, les absorbeurs de
bruit 10 sont rapportés sur les rails 1 dans l'espace
situé entre deux traverses consécutives 2. Plus
précisément, en se reportant notamment à la figure 5, des
absorbeurs de bruit 10 sont rapportés de part et d'autre
d'un rail 1 et leur montage s'effectue comme explicité
ci-après.
Chaque absorbeur de bruit 10 est rapporté de
manière à engager le patin de rail 7 dans l'encoche 28
ménagée à la face latérale avant 22c du support 22. Deux
absorbeurs de bruit 10 sont montés en vis-à-vis de part
et d'autre du rail 1 et sont réunis l'un à l'autre par le
boulon 30 pour les immobiliser sur le patin 7. Les masses
actives 12 des absorbeurs de bruit 10 s'étendent alors
parallèlement au rail 1.
Dans l'exemple de réalisation de la figure 1,
deux absorbeurs de bruit 10 sont montés d'un seul côté du
rail 1. Dans ce cas, chaque absorbeur de bruit 10 peut
être fixé sur le rail 1 par coincement du patin 7 dans
l'encoche 28 du support 22 de chaque absorbeur 10.
D'une manière générale, chaque absorbeur de
bruit 10 a une fréquence de résonance ou d'accord qui
dépend notamment de l'épaisseur de l'élément résilient 14
et de la longueur sur laquelle il recouvre la masse
active 12. Comme indiqué précédemment, les vis 25 qui
permettent d'immobiliser l'absorbeur de bruit 10 dans le
logement 20 de son support 22 par suite d'une diminution
de la largeur de la fente 24, permet également d'ajuster
la fréquence de de résonance en faisant varier la largeur
de cette fente 24.
A titre d'exemple, la figure 6 illustre
graphiquement les variations de la fréquence de résonance
F d'un absorbeur de bruit en fonction de la valeur de
pincement P de la fente 24, cette valeur de pincement
correspondant à la diminution de la largeur de la fente
24 obtenue au moyen des vis 25. La courbe C
correspondante montre que la fréquence de résonance
augmente avec la valeur de pincement. Cette courbe C a
été obtenue pour une configuration donnée, cette
configuration correspondant à une masse active 12 de 200
mm de longueur et d'un diamètre de 50 mm, avec un élément
résilient 14 d'une épaisseur de 4,5 mm recouvrant la
masse active 12 sur toute sa longueur et constitué par un
élastomère ayant un module dynamique de l'ordre de 1,2
MPa (module de cisaillement).
A titre d'exemple, un amortisseur de bruit 10
peut avoir sur une longueur comprise en 100 et 300 mm,
par exemple 200 mm, cette longueur étant bien entendu
inférieure à la distance séparant deux traverses
consécutives 2, son diamètre est de l'ordre de 50 mm, et
l'épaisseur de l'élément résiliant 14 est de l'ordre de 5
mm.
Selon une variante de réalisation illustrée à
la figure 7, un absorbeur de bruit 10 peut être logé dans
un élément tubulaire 35, et cet ensemble est monté à
force dans le logement 20 du support 22. Dans ce cas, la
fente 24 et les vis 25 sont supprimées, c'est-à-dire
qu'il n'est pas possible dans ce cas de pouvoir ajuster
la fréquence de résonance de l'absorbeur de bruit 10.
D'une manière générale, on peut associer sur
un même rail 1 plusieurs absorbeurs de bruit 10 calés sur
des fréquences différentes selon la nature de la voie
ferrée.
Claims (10)
- Absorbeur de bruit pour rails (1) d'une voie ferrée, les rails (1) étant fixés sur des traverses (2) reposant sur un ballast (3), caractérisé en ce que l'absorbeur de bruit est constitué d'une masse active (12) rapportée sur le patin de rail (7) avec interposition d'un élément résilient (14), l'absorbeur de bruit étant positionné dans la zone du rail (1) située entre deux traverses consécutives (2).
- Absorbeur de bruit selon la revendication 1, caractérisé en ce que la masse active (12) est constituée par un corps métallique de forme cylindrique s'étendant parallèlement aux rails (1).
- Absorbeur de bruit selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'élément résilient (14) est constitué d'un revêtement (15, 16) qui entoure la masse active (12).
- Absorbeur de bruit selon la revendication 3, caractérisé en ce que le revêtement est sous la forme d'une couche (15) qui recouvre la masse active (12) sur toute sa longueur.
- Absorbeur de bruit selon la revendication 3, caractérisé en ce que le revêtement est discontinu et réalisé sous la forme d'anneaux (16), par exemple régulièrement espacés le long de la masse active (12).
- Absorbeur de bruit selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que l'élément résilient (14) est réalisé en un matériau plastomère ou élastomère.
- Absorbeur de bruit selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il est monté dans un logement (20) d'un support (22) rapporté contre le patin (7) et fixé à celui-ci, ledit support (22) étant un bloc de forme globalement parallélépipédique rectangle traversé de part en part par un canal central formant ledit logement (20).
- Absorbeur de bruit selon la revendication 7, caractérisé en ce que le logement (20) débouche radialement vers l'extérieur par une fente (24) qui s'étend sur toute la longueur du support (22), et en ce que des vis (25) permettent de réduire la largeur de cette fente (24) pour immobiliser l'absorbeur de bruit dans son logement (20) d'une part, et pour ajuster la fréquence de résonance de l'absorbeur d'autre part.
- Absorbeur de bruit selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que des absorbeurs sont montés de part et d'autre de chaque rail (1), deux absorbeurs en vis-à-vis étant immobilisés sur le patin (7) par un moyen de fixation (30) tel qu'un boulon.
- Absorbeur de bruit selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que des absorbeurs de bruit sont montés d'un même côté d'un rail (1), le support (22) de chaque absorbeur étant coincé sur le patin de rail (7) pour obtenir son immobilisation.
Applications Claiming Priority (2)
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Publications (2)
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Country Status (3)
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|---|---|
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