EP1020562A1 - Coeur de croisement à pointe mobile et procédé de fabrication d'un tel coeur de croisement - Google Patents

Coeur de croisement à pointe mobile et procédé de fabrication d'un tel coeur de croisement Download PDF

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EP1020562A1
EP1020562A1 EP00400064A EP00400064A EP1020562A1 EP 1020562 A1 EP1020562 A1 EP 1020562A1 EP 00400064 A EP00400064 A EP 00400064A EP 00400064 A EP00400064 A EP 00400064A EP 1020562 A1 EP1020562 A1 EP 1020562A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
heel
elements
cradle
point
tip
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP00400064A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Gérard Testart
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
COGIFER Compagnie Generale dInstallations Ferroviaires SA
Original Assignee
Comagep
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Publication date
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Publication of EP1020562A1 publication Critical patent/EP1020562A1/fr
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E01—CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
    • E01B—PERMANENT WAY; PERMANENT-WAY TOOLS; MACHINES FOR MAKING RAILWAYS OF ALL KINDS
    • E01B7/00—Switches; Crossings
    • E01B7/10—Frogs
    • E01B7/14—Frogs with movable parts

Definitions

  • the invention relates, in the field of construction of railway superstructures, one heart crossing point with movable point for track devices in particular very long with low crossing angle incorporated in long bar tracks for high and very high speed traffic, and a method manufacturing such a crossover heart.
  • Current moving point crossing hearts have a cradle assembly formed of parts attached to each other including elements heel formed by sections of rails, and a movable point embedded in the cradle assembly.
  • crossover hearts at tip known mobile still require, for their assembly, the use of a large number of parts and in particular of threaded or riveted assembly members to fix the movable tip to the cradle assembly as well as the heart wooden or concrete supports.
  • the object of the invention is to remedy this drawback and for this purpose concerns a crossing heart with movable point for railways, characterized in what it includes on the one hand a cradle assembly comprising an elongated cradle which has two ends respectively toe and heel in the vicinity of each of which it has two regions with profiles respective rail symmetrically arranged, two rail coupons welded to the two regions respectively from the tip end and having a rail profile identical to theirs, two molded steel heel elements welded respectively to the two regions of the end of heel and having a rail profile identical to theirs, each comprising in one piece plates of base, stops and spacers carrying at least one splint also coming from foundry in one piece with the heel element or welded to it, the spacers and the sides of the two heel elements extending between the tip rail profiles and the two elements, and support and sliding plates welded to the respective plates of the heel elements, and on the other hand a movable point embedded between the ribs and resting on the plates, the movable point being attached to
  • heel elements are made of cast steel, it is possible to significantly reduce the number of zones where it is necessary to have organs threaded or riveted assembly, and make it equal to minimum number to support longitudinal forces due to the thermal stresses of the long bars.
  • the invention also relates to a method of manufacture of a crossing heart as defined above, characterized in that regions are welded ends of an elongated cradle from a foundry and then at least partially machined, respectively, two rail coupons and two heel elements, one fixes a movable point to the heel elements, and we weld to these elements of the support and sliding plates.
  • the crossing hearts represented on the figures include a cradle assembly 1 consisting of welded parts to form a one-piece assembly, a movable tip 2, and fixing means 3 (not shown in Figures 1 and 2 but visible in the figures 3A and 3B) to fix the movable point to the assembly of cradle.
  • the cradle assembly 1 includes a cradle 11 elongated in one piece extending between two ends say toe and heel in the vicinity of each of which it has two regions 111, 112 (side toe), and 113, 114 (heel side) arranged symmetrically on either side of a plane extending longitudinally at the cradle and approximately vertically or tilted at a point when the cradle rests on the conventional wooden and concrete supports in conditions of use of the crossing heart; these two regions 111, 112, and 113, 114 have in cross section respective symmetrical shapes with respect to in the vertical longitudinal plane, having a profile of rail; this set 1 also includes two coupons 12, 13 of rails welded respectively to the two regions 111, 112 of the tip end and each having a profile rail identical to that of the corresponding region; it also has two welded heel elements 14, 15 respectively to the two regions 113, 114 of the heel end and each having a profile of rail identical to that of the corresponding region and may be different from the peak;
  • Each heel element includes for this purpose, in one piece, several base plates 141, 151 extending approximately horizontally when the cradle assembly rests on its supports in the conditions of use of the crossing heart and adapted to rest themselves on such supports; he also includes spacers 143, 153 for carrying at least one splice 142, 152 extending longitudinally approximately vertically and suitable for apply against profiles of the moving tip 2; each splice 142, 152 is carried by two spacers or more extending from a side of the heel element facing the other element arranged symmetrically by relative to the vertical longitudinal plane already mentioned, approximately perpendicular to this flank or to this plan ; ribs 142, 152 of the two heel elements 14, 15 thus extend in the space between the profiles rail of the two heel elements; each element of heel may further include one or more stops 144, 154 to resume the lateral forces undergone by the moving tip when passing vehicles, too well in straight track than in deviated track; each of the elements heel is molded in one piece with plates, spacers
  • Movable tip 2 is housed in assembly 1 cradle and between the heel elements 14, 15 in being embedded between the sides and resting on the plate or plates 16 for support and sliding.
  • the cradle 11 preferably, is obtained from foundry and is molded from alloy steel, for example manganese hyperhardened cast steel approx. 12 to 14%, possibly pre-worked; it is machined on all rolling, contact, sliding surfaces or connection by welding to coupons 12, 13 rails or heel pieces 14, 15. It is equipped with suitable means known per se for fixing systems locking and stalling.
  • alloy steel for example manganese hyperhardened cast steel approx. 12 to 14%, possibly pre-worked; it is machined on all rolling, contact, sliding surfaces or connection by welding to coupons 12, 13 rails or heel pieces 14, 15. It is equipped with suitable means known per se for fixing systems locking and stalling.
  • the two coupons 12, 13 of rails are preferably carbon steel of one of the standardized grades ; they connect the cradle 11 to the intermediate rails the switchgear; they are welded as we saw him in the cradle, possibly through an austenitic or austenoferritic alloy steel insert fine-grained, for example by electric welding by sparkling.
  • the two heel elements 14, 15 are preferably made of carbon or alloy steel with resistance mechanical close to that of the rails and allowing on the one hand their welding to the cradle 11 possibly via an austenitic alloy steel insert or fine-grained austenoferritic, for example by electrical spark welding, and on the other hand welding of the bearing and sliding plates 16 by any traditional process.
  • the sections of the regions to connect cradle, rail coupons, and elements heel may be the same or different, and the heel elements 14, 15 comprise foundry the base plates 141, 151 making it possible to create the bearing and sliding surfaces for tip 2, the spacers 143, 153 can be provided in one piece, of splices 142, 152 allowing the embedding and the fixing of this point, and the stops 144, 154 for the point allowing to take back the lateral forces ( Figures 4A and 4B).
  • the fishplates can be welded to the spacers.
  • Fishplates 142, 152 intended for the recess of the movable point are machined to constitute a profile adapted to the jointing chamber of the special profile chosen for the end regions of heel of movable tip 2, with an angle and a thickness arising from a survey carried out as we will see thereafter, during the presentation of the moving tip ; the stops 144, 154 are machined simultaneously or almost simultaneously.
  • the bearing and sliding plates 16 are preferably rolled or cast steel and are machined for example in a traditional way to get the desired thickness.
  • the heel elements 14, 15 include cavities coming from foundry to receive if necessary electric heaters to guard against snow, ice and possibly other periods severe weather.
  • tip 2 being anyway machined to receive in known manner an operating system, locking and wedging, and the heel being adapted for allow installation in the cradle assembly 1.
  • Figures 3 and 4 show tips 2 respectively in a profile needle configuration high and in a low profile configuration, and their attachment to the heel elements 14, 15 of the assembly 1 of cradle.
  • the fixing of the movable tip 2 at the sides is partially secured by gluing ; to this end, the sides of the ribs 142, 152 intended to be applied against the rails 21, 22 of the movable tip are coated with a special glue used traditionally for the manufacture of seals insulators.
  • the two rails 21, 22 of the tip 2 and the ribs 142, 152 of the elements heel 14, 15 of the cradle assembly 1 are drilled opposite each other, with holes of substantially diameter identical, to allow passage to organs assembly 3 of the tip 2 to the two heel elements 14, 15 and more specifically at the sides 142, 152, of which the facing walls (at a close angle since the movable tip rails converge) follow the shape of the flanks of the web of the rails 21, 22 of the tip facing outward from it.
  • the organs assembly 3 here include a stud 31 made of steel high resistance housed in a socket 32 threaded into the holes in the rails of the movable point and the fishplates ; while the threaded ends of the stud 31 protrude from the sides, the ends of the sleeve 32 are slightly recessed inside the holes fishplates.
  • the threaded ends of the stud bear each a support washer 33 in contact with the wall of the fishplate which is opposite to that which follows the shape rail, a lock nut 34 to tighten the washer 33 against the splint, and a transverse pin 35 in special steel forming brake to prevent loosening of the nut.
  • the molded profile of at least one of the elements heel 14, 15 also has a hole 145, 155 machined or coming from foundry, opposite those of ribs 142, 152 and rails 21, 22 of the movable point, slightly larger in diameter than these; this hole 145, 155 makes it easy to insert the socket 32 and the stud 31 in the holes of the fishplates and the rails from the tip, laterally.
  • the assembly members can have bolts.
  • the tightening of the nuts 34 must be relatively precise, and can be ensured by means of a torque wrench.
  • the number of areas of fixing in which organs extend assembly 3 spaced along the tip 2 is limited at four when he was around twenty according to the prior art, while ensuring a optimal anchoring of the point in the cradle assembly, which virtually eliminates all the inconvenience a large number of fixing areas also both at the level of the cradle and the embedding; these zones, thanks to the adopted structure, support the efforts longitudinal from thermal stresses longues long bars ⁇ .
  • the stops 144, 154 visible in the figures 4A and 4B and coming from foundry with the heel element 14, 15 corresponding, are produced in the form of ribs projecting from the same side of this element that the spacers 143, 153 and extending, in section transverse by a plane perpendicular to the line IV-IV of Figure 1, in an inverted U.
  • These stops are positioned on the side of the heel elements at a height such that their free end is opposite the side of the moving point against which the sides of the same heel element; in the direction longitudinal of the track, they are placed between the group of spacers and tip end of the elements heel.
  • the length of the stops is suitable for that their free end receives in support the side of the movable point located on the side towards which the point, and be at a distance from this flank when the point is oriented on the other side.
  • the two regions 111, 112 of the tip end of the cradle we weld to the two regions 111, 112 of the tip end of the cradle, respectively the two coupons 12, 13 of rails with or without an austenitic steel insert or austenoferritic, for example by sparking; the two regions 113, 114 of the heel end are welded of the cradle, respectively the two heel elements 14, 15 also via an insert or not in austenitic or austenoferritic steel, by example by sparking, the regions intended to be in look of the cradle and heel elements having been previously machined to the same profile.
  • the ribs are not in one piece with the spacers of the two elements heel 14, 15, to fix the toe 2 to the elements of heel, holes are drilled in the toe in the areas (for example four zones) provided for fixing this to the heel elements through the ribs, we adjust the previously pierced ribs holes and machined to receive in contact the rails 21, 22 of the point by positioning the holes of the ribs and the tip, then, after adjusting the spacers, we weld the sides to these spacers foundry with the heel elements in order to obtain a fitting suitable for geometry and tolerances position of the point relative to the cradle 11, we coat the sides of the glue with glue, we insert the sockets 32 and the studs 31 in the holes of the ribs and the moving point, we thread the washers 33 and the nuts 34 around the ends of the studs, we tighten the nuts, and put the pins in place transverse 35 in the studs.
  • the crossing heart thus formed of a set 1 monobloc cradle in the heel of which is embedded a movable point 2, and comprising both the points fastening for a locking and securing system and the plates for its attachment to stringers in wood or concrete, is after incorporation by welding in the long welded rails of a running track, capable to bear all the efforts and constraints inherent in this incorporation into long bars.
  • the invention is not limited the forms and embodiments thus described and represented, and we can provide other forms and other modes without departing from its framework.
  • the heel element on the deviated track side, is suitable for allow this arrangement and the splint is machined from appropriately.

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Abstract

Le coeur de croisement comporte un ensemble (1) de berceau comprenant un berceau (11) ayant deux extrémités respectivement de pointe et de talon ; deux coupons (12, 13) de rails sont soudés à deux régions (111, 112) de l'extrémité de pointe et deux éléments de talon (14, 15) à deux régions (113, 114) de l'extrémité de talon ; les éléments de talon comportent d'une pièce des platines (141, 151) de base, des entretoises munies d'éclisses, et des butées. Une pointe mobile (2) encastrée entre les éclisses est fixée à elles au moyen de colle et d'organes filetés. Des plaques d'appui et de glissement sont soudées aux platines (141, 151) pour supporter la pointe. L'invention est utilisable dans les appareils de voie de grande longueur à faible angle de croisement, dans des voies en barre longue pour trafic à grande et très grande vitesse. <IMAGE>

Description

L'invention concerne, dans le domaine de la construction des superstructures ferroviaires, un coeur de croisement à pointe mobile pour appareils de voie notamment de grande longueur à faible angle de croisement incorporés dans des voies réalisées en barre longue pour trafic à grande et à très grande vitesse, et un procédé de fabrication d'un tel coeur de croisement.
On connaít déjà des coeurs de croisement à pointe mobile, qui ont, associés à des rails dits 〈〈 longs 〉〉, un développement important avec la multiplication des voies ferrées pour trains à grande vitesse, parce qu'ils permettent un meilleur confort aux usagers de ces trains, et réduisent les sollicitations mécaniques des matériels roulants, par rapport aux coeurs de croisement à pointe fixe.
Les coeurs de croisement à pointe mobile actuels comportent un ensemble de berceau formé de pièces fixées les unes aux autres comprenant notamment des éléments de talon constitués par des tronçons de rails, et une pointe mobile encastrée dans l'ensemble de berceau.
Afin notamment d'augmenter la durée de vie des coeurs de croisement à pointe mobile, on a tenté de diminuer le nombre de pièces fixées par des organes mécaniques par exemple au moyen de pièces en C, en réalisant autant que possible des fixations par soudure, et pour le reste des fixations au moyen d'éclisses collées et boulonnées, permettant notamment un transfert des efforts de compression ou de traction de la pointe mobile sur le berceau.
Cependant les coeurs de croisement à pointe mobile connus nécessitent encore, pour leur assemblage, l'utilisation d'un grand nombre de pièces et notamment d'organes d'assemblage filetés ou rivetés pour fixer la pointe mobile à l'ensemble de berceau ainsi que le coeur à des supports en bois ou en béton.
L'invention a pour but de remédier à cet inconvénient et concerne à cette fin un coeur de croisement à pointe mobile pour voies ferrées, caractérisé en ce qu'il comporte d'une part un ensemble de berceau comprenant un berceau allongé qui a deux extrémités respectivement de pointe et de talon au voisinage de chacune desquelles il comporte deux régions présentant des profils de rail respectifs disposés symétriquement, deux coupons de rails soudés respectivement aux deux régions de l'extrémité de pointe et présentant un profil de rail identique au leur, deux éléments de talon en acier moulé soudés respectivement aux deux régions de l'extrémité de talon et présentant un profil de rail identique au leur, comportant chacun en une seule pièce des platines de base, des butées et des entretoises portant au moins une éclisse venant également de fonderie en une seule pièce avec l'élément de talon ou soudée à celui-ci, les entretoises et les éclisses des deux éléments de talon s'étendant entre les profils de rail de la pointe et les deux éléments, et des plaques d'appui et de glissement soudées aux platines respectives des éléments de talon, et d'autre part une pointe mobile encastrée entre les éclisses et reposant sur les plaques, la pointe mobile étant fixée aux éclisses au moyen de colle et d'organes d'assemblage filetés.
Grâce à ces caractéristiques et en particulier au tait que les éléments de talon sont en acier moulé, il est possible de réduire notablement le nombre des zones où il est nécessaire de disposer des organes d'assemblage filetés ou rivetés, et de le rendre égal au nombre minimum pour supporter les efforts longitudinaux dus aux sollicitations thermiques des barres longues.
Le coeur de croisement selon l'invention peut de plus présenter une ou plusieurs des caractéristiques suivantes :
  • les éléments de talon en acier moulé sont soudés au berceau par l'intermédiaire d'inserts en acier austénitique ou austénoferritique ;
  • chaque élément de talon comprend des entretoises portant des éclisses, des platines de base, et des butées de reprise d'efforts latéraux de la pointe mobile, le tout venant de fonderie en une seule pièce ;
  • les organes d'assemblage comprennent des boulons ou des goujons et des écrous ;
  • la pointe mobile est fixée aux éclisses au moyen d'organes d'assemblage dans quatre zones de fixation espacées le long de la pointe mobile, afin de supporter des efforts longitudinaux dus à des sollicitations thermiques de barres longues ;
  • le berceau est équipé de points de fixation pour un système de verrouillage et de calage ;
  • les éléments de talon comportent des cavités venant de fonderie pour recevoir des dispositifs de chauffage électrique.
L'invention concerne également un procédé de fabrication d'un coeur de croisement tel que défini ci-dessus, caractérisé en ce que l'on soude à des régions d'extrémités d'un berceau allongé venu de fonderie et ensuite au moins partiellement usiné, respectivement, deux coupons de rails et deux éléments de talon, on fixe une pointe mobile aux éléments de talon, et on soude à ces éléments des plaques d'appui et de glissement.
Le procédé selon l'invention peut de plus présenter une ou plusieurs des caractéristiques suivantes :
  • pour souder les coupons de rails et les éléments de talon au berceau, on dispose un insert en acier austénitique ou austénoferritique entre chaque région d'extrémité du berceau et le coupon de rail ou l'élément de talon correspondant ;
  • on soude au berceau, les deux coupons de rails et deux éléments de talon en acier moulé, par étincelage ;
  • les éléments de talon comportant des platines de base, on soude des plaques d'appui et de glissement à ces platines de base par une opération de soudage conventionnel ;
  • on fabrique en une seule pièce chacun des éléments de talon avec des platines de base, des butées, et des entretoises respectives portant éventuellement des éclisses par une opération de fonderie ;
  • pour fixer la pointe mobile aux éléments de talon, on perce des trous dans la pointe dans quatre zones prévues pour la fixation de celle-ci aux éléments de talon par l'intermédiaire d'éclisses qui ne viennent pas de fonderie avec les éléments de talon, on ajuste les éclisses préalablement percées de trous et usinées pour recevoir en contact des rails de la pointe en positionnant les trous des éclisses et de la pointe, puis on soude les éclisses aux entretoises venues de fonderie avec les éléments de talon afin d'obtenir un encastrement approprié à la géométrie et aux tolérances de positionnement de la pointe par rapport au berceau, on enduit de colle une paroi des éclisses, on insère des douilles et des goujons dans les trous des éclisses et de la pointe mobile, on enfile des rondelles et des écrous autour des extrémités des goujons, on serre les écrous, et on met en place des goupilles transversales dans les goujons ;
  • pour fixer la pointe mobile aux éléments de talon, on enduit de colle les parois d'éclisses portées en une seule pièce par les éléments de talon préalablement usinées pour recevoir en contact des rails de la pointe, on bride la pointe à son emplacement prévu dans l'ensemble de berceau, on perce des trous dans quatre zones de fixation de la pointe, on insère des douilles et des goujons dans ces trous, on enfile des rondelles et des écrous autour des extrémités des goujons, on serre les écrous, et on met en place des goupilles transversales dans les goujons.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description qui va suivre de formes et de modes de réalisation de l'invention donnés à titre d'exemples non limitatifs et illustrés par les dessins joints dans lesquels :
  • la figure 1 est une vue schématique de dessus d'un coeur de croisement selon l'invention,
  • la figure 2 est une vue schématique de dessus agrandie d'une partie de la figure 1,
  • les figures 3A et 4A sont des coupes partielles transversales schématiques respectivement selon les lignes III-III et IV-IV de la figure 1, très agrandies, d'un coeur de croisement comportant une pointe mobile dans une première forme de réalisation, et
  • les figures 3B et 4B sont des coupes partielles transversales schématiques respectivement selon les lignes III-III et IV-IV de la figure 1, très agrandies, d'un coeur de croisement comportant une pointe mobile dans une deuxième forme de réalisation.
Les coeurs de croisement représentés sur les figures comportent un ensemble 1 de berceau constitué de pièces soudées pour former un ensemble monobloc, une pointe mobile 2, et des moyens de fixation 3 (non représentés sur les figures 1 et 2 mais visibles sur les figures 3A et 3B) pour fixer la pointe mobile à l'ensemble de berceau.
L'ensemble 1 de berceau comprend un berceau 11 allongé en une seule pièce s'étendant entre deux extrémités dites de pointe et de talon au voisinage de chacune desquelles il comporte deux régions 111, 112 (côté pointe), et 113, 114 (côté talon) disposées symétriquement de part et d'autre d'un plan s'étendant longitudinalement au berceau et approximativement verticalement ou incliné en pointe lorsque le berceau repose sur les supports conventionnels en bois et en béton dans les conditions d'utilisation du coeur de croisement ; ces deux régions 111, 112, et 113, 114 ont en section transversale des formes respectives symétriques par rapport au plan longitudinal vertical, présentant un profil de rail ; cet ensemble 1 comporte aussi deux coupons 12, 13 de rails soudés respectivement aux deux régions 111, 112 de l'extrémité de pointe et présentant chacun un profil de rail identique à celui de la région correspondante ; il comporte également deux éléments de talon 14, 15 soudés respectivement aux deux régions 113, 114 de l'extrémité de talon et présentant chacun un profil de rail identique à celui de la région correspondante et pouvant être différent de celui de pointe ; il comporte de plus plusieurs plaques 16 d'appui et de glissement (figures 3A et 3B) se succédant le long des éléments de talon 14, 15, s'étendant entre eux à la base de ceux-ci, et dont les bords latéraux opposés sont soudés respectivement à ces deux éléments.
Chaque élément de talon comporte à cette fin, en une seule pièce, plusieurs platines 141, 151 de base s'étendant approximativement horizontalement lorsque l'ensemble de berceau repose sur ses supports dans les conditions d'utilisation du coeur de croisement et adaptées pour reposer elles-mêmes sur de tels supports ; il comporte également des entretoises 143, 153 pour porter au moins une éclisse 142, 152 s'étendant longitudinalement approximativement verticalement et adaptée pour s'appliquer contre des profils de la pointe mobile 2 ; chaque éclisse 142, 152 est portée par deux entretoises ou plus s'étendant depuis un flanc de l'élément de talon tourné vers l'autre élément disposé symétriquement par rapport au plan longitudinal vertical déjà mentionné, approximativement perpendiculairement à ce flanc ou à ce plan ; les éclisses 142, 152 des deux éléments de talon 14, 15 s'étendent ainsi dans l'espace entre les profils de rail des deux éléments de talon ; chaque élément de talon peut comporter de plus une ou plusieurs butées 144, 154 pour reprendre les efforts latéraux subis par la pointe mobile lors du passage des véhicules, aussi bien en voie droite qu'en voie déviée ; chacun des éléments de talon est moulé d'une seule pièce avec platines, entretoises, éclisse(s), et butée(s). Ce sont les bords latéraux des platines de base 141, 151 des éléments de talon, qui sont approximativement en regard, qui sont soudés aux bords latéraux opposés des plaques 16 d'appui et de glissement.
La pointe mobile 2 est logée dans l'ensemble 1 de berceau et entre les éléments de talon 14, 15 en étant encastrée entre les éclisses et en reposant sur la plaque ou les plaques 16 d'appui et de glissement.
Elle est fixée aux éclisses 142, 152 au moyen de colle et d'organes d'assemblage 3 filetés ou rivetés, ici des systèmes à goujons, qui seront décrits plus en détail par la suite.
Le berceau 11, de préférence, est obtenu de fonderie et est moulé en acier allié, par exemple en acier moulé hypertrempé au manganèse environ à raison de 12 à 14%, éventuellement pré-écroui ; il est usiné sur toutes les surfaces de roulement, de contact, de glissement ou de raccordement par soudage aux coupons 12, 13 de rails ou aux pièces de talon 14, 15. Il est équipé de moyens appropriés connus en soi pour la fixation de systèmes de verrouillage et de calage.
Les deux coupons 12, 13 de rails sont de préférence en acier au carbone de l'une des nuances normalisées ; ils relient le berceau 11 aux rails intermédiaires de l'appareil de voie ; ils sont soudés comme on l'a vu au berceau, éventuellement par l'intermédiaire d'un insert en acier allié austénitique ou austénoferritique à grain fin, par exemple par soudage électrique par étincelage.
Les deux éléments de talon 14, 15 sont de préférence en acier moulé au carbone ou allié ayant une résistance mécanique proche de celle des rails et permettant d'une part leur soudage au berceau 11 éventuellement par l'intermédiaire d'un insert en acier allié austénitique ou austénoferritique à grain fin, par exemple par soudage électrique par étincelage, et d'autre part le soudage des plaques 16 d'appui et de glissement par tout procédé traditionnel.
Comme on l'a vu, les sections des régions à raccorder du berceau, des coupons de rails, et des élément de talon, peuvent être identiques ou différentes, et les éléments de talon 14, 15 comportent de fonderie les platines 141, 151 de base permettant de créer les surfaces d'appui et de glissement pour la pointe 2, les entretoises 143, 153 pouvant être munies en une seule pièce, d'éclisses 142, 152 permettant l'encastrement et la fixation de cette pointe, et les butées 144, 154 pour la pointe permettant de reprendre les efforts latéraux (figures 4A et 4B). En variante, les éclisses peuvent être soudées aux entretoises.
Les éclisses 142, 152 destinées à l'encastrement de la pointe mobile sont usinées pour constituer un profil adapté à la chambre d'éclissage du profil spécial choisi pour les régions de l'extrémité de talon de la pointe mobile 2, avec un angle et une épaisseur découlant d'un relevé effectué comme on le verra par la suite, lors de la présentation de la pointe mobile ; les butées 144, 154 sont usinées simultanément ou presque simultanément.
Les plaques 16 d'appui et de glissement sont de préférence en acier laminé ou moulé et sont usinées par exemple de manière traditionnelle pour obtenir l'épaisseur voulue.
Les éléments de talon 14, 15 comportent des cavités venant de fonderie pour recevoir si nécessaire des dispositifs de chauffage électrique pour parer aux périodes d'enneigement, de verglas et éventuellement autres intempéries.
La pointe mobile 2 comporte deux rails 21, 22 de profil spécial, avec une âme épaisse et un champignon et un patin renforcés, par exemple selon l'une des trois configurations suivantes :
  • le profil est de type 〈〈 haut 〉〉 à tête verticale ou inclinée à la même hauteur et avec le même angle de pose que le profil de la voie courante ; les deux rails 21, 22 en profil spécial sont alors usinés par fraisage en talon pour obtenir le profil de rail de la voie courante et permettre ainsi le raccordement par soudage ; les deux rails sont également usinés pour constituer la pointe ; l'assemblage des deux pièces (appelées respectivement pointe et contre-pointe) est réalisé par boulonnage ou rivetage et par l'intermédiaire d'entretoises appropriées ;
  • le profil est de type 〈〈 bas 〉〉, symétrique ou éventuellement asymétrique, à tête verticale ou inclinée au même angle que celui de la pose de la voie courante ; les deux rails 21, 22 en profil spécial sont forgés en talon puis usinés pour obtenir le profil de rail de la voie courante et permettre le raccordement par soudage ; les deux rails sont également usinés pour constituer la pointe ; l'assemblage des deux pièces est réalisé par boulonnage et rivetage et par l'intermédiaire d'entretoises appropriées ;
  • l'extrémité de la pointe peut également être monobloc et obtenue à partir d'une pièce de fonderie ou de forge, ou tirée par usinage d'un produit laminé ; elle est usinée pour obtenir la forme désirée et créer en talon deux extrémités au profil correspondant par exemple à celui choisi pour la construction de l'appareil de voie ; les profils sont soudés sur la pointe monobloc par l'intermédiaire ou non d'un insert en acier austénitique ou austénoferritique, par exemple par soudage électrique par étincelage.
D'autres configurations sont encore possibles, la pointe 2 étant de toute manière usinée pour recevoir de manière connue un système de manoeuvre, de verrouillage et de calage, et le talon étant adapté pour permettre l'encastrement dans l'ensemble 1 de berceau.
Les figures 3 et 4 montrent des pointes 2 respectivement dans une configuration d'aiguille à profil haut et dans une configuration à profil bas, et leur fixation aux éléments de talon 14, 15 de l'ensemble 1 de berceau.
Comme on l'a vu, la fixation de la pointe mobile 2 aux éclisses est assurée partiellement par collage ; à cette fin, les parois des éclisses 142, 152 destinées à être appliquées contre les rails 21, 22 de la pointe mobile sont revêtues d'une colle spéciale utilisée traditionnellement pour la fabrication des joints isolants.
Dans les deux cas, le montage est approximativement identique.
Dans chaque zone de fixation, les deux rails 21, 22 de la pointe 2 et les éclisses 142, 152 des éléments de talon 14, 15 de l'ensemble 1 de berceau sont percés en vis-à-vis, de trous de diamètres sensiblement identiques, pour livrer passage à des organes d'assemblage 3 de la pointe 2 aux deux éléments de talon 14, 15 et plus précisément aux éclisses 142, 152, dont les parois en regard (à un angle faible près puisque les rails de la pointe mobile sont convergents) épousent la forme des flancs de l'âme des rails 21, 22 de la pointe tournés vers l'extérieur de celle-ci.
Dans chaque zone de fixation, les organes d'assemblage 3 comportent ici un goujon 31 en acier à haute résistance logé dans une douille 32 enfilée dans les trous des rails de la pointe mobile et des éclisses ; tandis que les extrémités filetées du goujon 31 saillent hors des éclisses, les extrémités de la douille 32 sont légèrement en retrait à l'intérieur des trous des éclisses. Les extrémités filetées du goujon portent chacune une rondelle d'appui 33 en contact avec la paroi de l'éclisse qui est opposée à celle qui épouse la forme du rail, un écrou de serrage 34 pour serrer la rondelle 33 contre l'éclisse, et une goupille transversale 35 en acier spécial formant frein pour éviter tout desserrage de l'écrou. Le profil moulé d'au moins l'un des éléments de talon 14, 15 présente également un trou 145, 155 usiné ou venant de fonderie, en vis-à-vis de ceux des éclisses 142, 152 et des rails 21, 22 de la pointe mobile, d'un diamètre légèrement supérieur à ceux-ci ; ce trou 145, 155 permet d'introduire aisément la douille 32 et le goujon 31 dans les trous des éclisses et des rails de la pointe, latéralement.
En variante, les organes d'assemblage peuvent comporter des boulons.
Le serrage des écrous 34 doit être relativement précis, et peut être assuré au moyen d'une clef dynamométrique.
Dans la forme de réalisation représentée sur les dessins, qui est un cas typique, le nombre de zones de fixation dans lequel s'étendent des organes d'assemblage 3 espacées le long de la pointe 2, est limité à quatre alors qu'il était de l'ordre d'une vingtaine selon la technique antérieure, tout en assurant un ancrage optimal de la pointe dans l'ensemble de berceau, ce qui supprime pratiquement tous les inconvénients découlant d'un nombre de zones de fixation important aussi bien au niveau du berceau que de l'encastrement ; ces zones, grâce à la structure adoptée, supportent les efforts longitudinaux provenant des sollicitations thermiques des 〈〈 barres longues 〉〉.
Les butées 144, 154 visibles sur les figures 4A et 4B et venant de fonderie avec l'élément de talon 14, 15 correspondant, sont réalisées sous la forme de nervures saillantes depuis le même flanc de cet élément que les entretoises 143, 153 et s'étendant, en section transversale par un plan perpendiculaire à la ligne IV-IV de la figure 1, en U retourné. Ces butées sont positionnées au flanc des éléments de talon à une hauteur telle que leur extrémité libre soit en regard du flanc de la pointe mobile contre lequel s'appliquent les éclisses du même élément de talon ; dans la direction longitudinale de la voie, elles sont placées entre le groupe d'entretoises et l'extrémité de pointe des éléments de talon. La longueur des butées est adaptée pour que leur extrémité libre reçoive en appui le flanc de la pointe mobile situé du côté vers lequel est orientée la pointe, et soit à distance de ce flanc lorsque la pointe est orientée de l'autre côté.
Pour réaliser l'ensemble 1 de berceau, après usinage du berceau central 11 venu de fonderie, on soude aux deux régions 111, 112 de l'extrémité de pointe du berceau, respectivement les deux coupons 12, 13 de rails par l'intermédiaire ou non d'un insert en acier austénitique ou austénoferritique, par exemple par étincelage ; on soude aux deux régions 113, 114 de l'extrémité de talon du berceau, respectivement les deux éléments de talon 14, 15 également par l'intermédiaire ou non d'un insert en acier austénitique ou austénoferritique, par exemple par étincelage, les régions destinées à être en regard du berceau et des éléments de talon ayant été préalablement usinées au même profil.
Puis, on pose sur un marbre la partie de l'ensemble 1 de berceau déjà réalisée, on présente la pointe mobile 2 déjà extérieurement usinée, dans cette partie de l'ensemble de berceau, et on la dispose le plus près possible de son emplacement mathématique défini sur plan ; on relève les cotes d'usinage des butées et des éclisses (si elles sont en une seule pièce avec les entretoises) des deux éléments de talon 14, 15 pour obtenir un encastrement ajusté de la pointe mobile, et on relève les cotes des plaques 16 d'appui et de glissement qui seront soudées aux platines 141, 151 venues de fonderie des éléments de talon, en dernière opération. Après quoi, on usine les éclisses et les butées des deux éléments de talon 14, 15 en fonction des cotes relevées et s'ils ne viennent pas de fonderie on perce les trous destinés à permettre le passage des douilles 32 et des goujons 31, on enduit de colle les faces des éclisses destinées à épouser des formes extérieures de la pointe mobile 2, on bride la pointe mobile 2 à son emplacement exact dans l'ensemble 1 de berceau, on perce et on alèse les trous des rails 21, 22 destinés à recevoir les douilles et les goujons, on insère les douilles et les goujons, on enfile les rondelles 33 et les écrous 34 autour des extrémités des goujons, on serre les écrous au moyen d'un clé dynamométrique, et on met en place les goupilles transversales 35.
En variante, si les éclisses ne sont pas en une seule pièce avec les entretoises des deux éléments de talon 14, 15, pour fixer la pointe 2 aux éléments de talon, on perce des trous dans la pointe dans les zones (par exemple quatre zones) prévues pour la fixation de celle-ci aux éléments de talon par l'intermédiaire des éclisses, on ajuste les éclisses préalablement percées de trous et usinées pour recevoir en contact les rails 21, 22 de la pointe en positionnant les trous des éclisses et de la pointe, puis, après ajustement des entretoises, on soude les éclisses à ces entretoises venues de fonderie avec les éléments de talon afin d'obtenir un encastrement approprié à la géométrie et aux tolérances de positionnement de la pointe par rapport au berceau 11, on enduit de colle la paroi des éclisses, on insère les douilles 32 et les goujons 31 dans les trous des éclisses et de la pointe mobile, on enfile les rondelles 33 et les écrous 34 autour des extrémités des goujons, on serre les écrous, et on met en place les goupilles transversales 35 dans les goujons.
Puis on retourne le groupe des pièces 2, 11, 12, 13, 14, 15 déjà fixées les unes aux autres précautionneusement pour ne pas les endommager, et, en protégeant la pointe, on soude aux platines 141, 151 venues de fonderie des deux éléments de talon, les plaques 16 d'appui et de glissement, en nombre dépendant de l'angle du coeur et du travelage de l'appareil de voie, pour achever de constituer l'ensemble de berceau soudé.
Le coeur de croisement ainsi formé d'un ensemble 1 de berceau monobloc en talon duquel est encastrée une pointe mobile 2, et comportant à la fois les points de fixation pour un système de verrouillage et de calage et les platines pour sa fixation sur des longrines en bois ou en béton, est après incorporation par soudage dans les longs rails soudés d'une voie courante, capable de supporter tous les efforts et contraintes inhérents à cette incorporation à des barres longues.
Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux formes et aux modes de réalisation ainsi décrits et représentés, et on pourra en prévoir d'autres formes et autres modes sans sortir de son cadre. En particulier, pour les coeurs à pointe mobile à angle plus important, nécessitant un joint de dilatation sur la voie déviée, l'élément de talon, côté voie déviée, est adapté pour permettre cette disposition et l'éclisse est usinée de manière appropriée.

Claims (14)

  1. Coeur de croisement à pointe mobile pour voies ferrées, caractérisé en ce qu'il comporte d'une part un ensemble (1) de berceau comprenant un berceau (11) allongé qui a deux extrémités respectivement de pointe et de talon au voisinage de chacune desquelles il comporte deux régions (111, 112, et 113, 114) présentant des profils de rail respectifs disposés symétriquement, deux coupons (12, 13) de rails soudés respectivement aux deux régions (111, 112) de l'extrémité de pointe et présentant un profil de rail identique au leur, deux éléments de talon (14, 15) en acier moulé soudés respectivement aux deux régions (113, 114) de l'extrémité de talon et présentant un profil de rail identique au leur, comportant chacun en une seule pièce des platines (141, 151) de base, des butées (144, 154) et des entretoises (143, 153) portant au moins une éclisse (142, 152) venant également de fonderie en une seule pièce avec l'élément de talon ou soudée à celui-ci, les entretoises et les éclisses des deux éléments de talon s'étendant entre les profils de rail de la pointe et les deux éléments (14, 15), et des plaques (16) d'appui et de glissement soudées aux platines (141, 151) respectives des éléments de talon (14, 15), et d'autre part une pointe mobile (2) encastrée entre les éclisses et reposant sur les plaques (16), la pointe mobile (2) étant fixée aux éclisses au moyen de colle et d'organes d'assemblage (3) filetés.
  2. Coeur de croisement selon la revendication 1, caractérisé en ce que les éléments de talon (14, 15) en acier moulé sont soudés au berceau (11) par l'intermédiaire d'inserts en acier austénitique ou austénoferritique.
  3. Coeur de croisement selon la revendication 1, caractérisé en ce que chaque élément de talon (14, 15) comprend des entretoises portant des éclisses, des platines (141, 151) de base, et des butées de reprise d'efforts latéraux de la pointe mobile, le tout venant de tonderie en une seule pièce.
  4. Coeur de croisement selon la revendication 1, caractérisé en ce que les organes d'assemblage (3) comprennent des boulons ou des goujons (31) et des écrous (34).
  5. Coeur de croisement selon la revendication 1, caractérisé en ce que la pointe mobile (2) est fixée aux éclisses (142, 152) au moyen d'organes d'assemblage (3) dans quatre zones de fixation espacées le long de la pointe mobile (2), afin de supporter des efforts longitudinaux dus à des sollicitations thermiques de barres longues.
  6. Coeur de croisement selon la revendication 1, caractérisé en ce que le berceau (11) est équipé de points de fixation pour un système de verrouillage et de calage.
  7. Coeur de croisement selon la revendication 1, caractérisé en ce que les éléments de talon (14, 15) comportent des cavités venant de fonderie pour recevoir des dispositifs de chauffage électrique.
  8. Procédé de fabrication d'un coeur de croisement selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que l'on soude à des régions d'extrémités (111, 112, et 113, 114) d'un berceau (11) allongé venu de fonderie et ensuite au moins partiellement usiné, respectivement, deux coupons (12, 13) de rails et deux éléments de talon (14, 15), on fixe une pointe mobile (2) aux éléments de talon, et on soude à ces éléments (14, 15) des plaques (16) d'appui et de glissement.
  9. Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce que, pour souder les coupons (12, 13) de rails et les éléments de talon (14, 15) au berceau (11), on dispose un insert en acier austénitique ou austénoferritique entre chaque région d'extrémité (111, 112, et 113, 114) du berceau et le coupon (12, 13) de rail ou l'élément de talon (14, 15) correspondant.
  10. Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce que l'on soude au berceau (11), les deux coupons (12, 13) de rails et deux éléments de talon (14, 15) en acier moulé, par étincelage.
  11. Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce que les éléments de talon (14, 15) comportant des platines (141, 151) de base, on soude des plaques (16) d'appui et de glissement à ces platines de base par une opération de soudage conventionnel.
  12. Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce que l'on fabrique en une seule pièce chacun des éléments de talon (14, 15) avec des platines (141, 151) de base, des butées, et des entretoises respectives portant éventuellement des éclisses par une opération de fonderie.
  13. Procédé selon la revendication 11, caractérisé en ce que, pour fixer la pointe mobile (2) aux éléments de talon (14, 15), on perce des trous dans la pointe dans quatre zones prévues pour la fixation de celle-ci aux éléments de talon par l'intermédiaire d'éclisses qui ne viennent pas de fonderie avec les éléments de talon, on ajuste les éclisses préalablement percées de trous et usinées pour recevoir en contact des rails (21, 22) de la pointe (2) en positionnant les trous des éclisses et de la pointe, puis on soude les éclisses aux entretoises venues de fonderie avec les éléments de talon afin d'obtenir un encastrement approprié à la géométrie et aux tolérances de positionnement de la pointe (2) par rapport au berceau (11), on enduit de colle une paroi des éclisses, on insère des douilles (32) et des goujons (31) dans les trous des éclisses et de la pointe mobile, on enfile des rondelles (33) et des écrous (34) autour des extrémités des goujons, on serre les écrous, et on met en place des goupilles transversales (35) dans les goujons.
  14. Procédé selon la revendication 11, caractérisé en ce que, pour fixer la pointe mobile (2) aux éléments de talon (14, 15), on enduit de colle les parois d'éclisses (142, 152) portées en une seule pièce par les éléments de talon préalablement usinées pour recevoir en contact des rails (21, 22) de la pointe (2), on bride la pointe (2) à son emplacement prévu dans l'ensemble (1) de berceau, on perce des trous dans quatre zones de fixation de la pointe, on insère des douilles (32) et des goujons (31) dans ces trous, on enfile des rondelles (33) et des écrous (34) autour des extrémités des goujons, on serre les écrous, et on met en place des goupilles transversales (35) dans les goujons.
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