WO2010018310A1 - Dispositif de dilatation d'un rail de guidage - Google Patents

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    • Y10T29/49721—Repairing with disassembling

Definitions

  • the present invention relates to a device for dilating a rail adapted to guide a wheel of a vehicle on a track and a method for its installation according to the preambles of claims 1 and 9.
  • the application of the present invention relates to the field of public transport such as trains, metro, tramway, trolleybus, bus, etc. and more particularly that of vehicles with guiding / rolling bearing pneumatic and traction by central guidance whose path is embodied by a single metal central rail between two tracks of rolling tire wheels.
  • the traction guide two inclined rollers, rolling directly on either side of a central rail, for example slave a vehicle steering system and thus provide it with a defined trajectory.
  • the field of application of the invention also relates to one or more rail rails adapted to guide an iron-type bearing wheel, instead of pneumatic tires, as for conventional train vehicles.
  • a rail designed in steel undergoes a phenomenon of expansion, that is to say a relative increase of all its dimensions.
  • the most notable variation is its length.
  • a device for dilating a rail adapted to the wheel guide of a vehicle on a track is necessary to limit or even eliminate a concentration of constraints detrimental to the rail.
  • aerial frame it is common to encounter 150 mm sets of work between different viaduct portions, for example.
  • An expansion device aims to take up and compensate games or relative movements of structures and thus allow the expansion of the rail following the constraints (thermal) while ensuring the continuity of guiding function. This therefore allows especially not to have too long longitudinal stresses in the rail.
  • the expansion device comprises two rails "stackable" machined bevel so that there is no discontinuity of the single bearing surface.
  • the two beveled blades slide inside special bearings preventing them from any lateral displacement while allowing a free longitudinal displacement according to the way.
  • the sleepers on which this device rests are interconnected by metal parts clamping their movement.
  • the expansion device also comprises beveled elements.
  • the mechanical continuity of rolling being ensured by a splice at a common core elements, said bolting being associated with oblong holes. A tightening of bolts linked to the bolting is then precisely controlled according to a low torque value.
  • An object of the present invention is thus to provide a device for dilating a rail adapted to guide a vehicle wheel on a track, for which the design and installation must be simplified, while ensuring safe operation.
  • the rail comprises a track portion constituted by a series of elements in the form of transverse lamellae. track having a section identical to that of the rail, being successively and longitudinally disposed on the portion and between which are inserted compressible modules.
  • track having a section identical to that of the rail, being successively and longitudinally disposed on the portion and between which are inserted compressible modules.
  • the simple architecture of the expansion device is thus also provided to facilitate its installation and maintenance / exchange.
  • the invention provides a method of installing a dilation device as previously described, according to which:
  • a set of subclaims also has advantages of the invention.
  • FIG. 1 a first partial perspective of the device according to the invention
  • Figure 2 a second partial perspective of the device according to the invention
  • Figure 3 a third complete perspective for a typical example of the device according to the invention.
  • FIGS. 1 and 2 show a first and a second partial perspective of the device for dilating a rail (1) adapted to guide a wheel of a vehicle on a track according to the invention.
  • Figure 2 being an exploded view of Figure 1, is intended to show the internal parts of said expansion device.
  • the rail capable of expansion on the track is thus interrupted and comprises a track portion constituted by a rail end piece (1), a series of elements in the form of transverse lamellae (6) of track having a section identical to that of the rail, being successively and longitudinally placed on the portion and between which are interposed compressible modules (7), only shown in Figure 1.
  • a second rail end (not shown) is also provided at the other end of the series of transverse lamellae, so as to the series of slats and their interposable compressible modules are integrally encapsulated between the two end pieces.
  • the compressible modules (7) are for example elastomeric or spring-loaded in order to provide neighboring variable widths, ideally in the rest mode (free of expansion, and therefore of compression of said modules) of the order of 10 mm. This last order of magnitude is particularly well suited to the size of current wheels for conventional public transport.
  • a series of at least 15 compressible modules makes it possible to easily compensate for an expansion of 150 mm of rails adjacent to the device according to the invention. In practice, it also turns out that 21 slats for compensation of 150mm of possible expansion is a sufficiently well suited number.
  • the transverse lamellae are for example simple "slices" transversely cut in a rail.
  • Said transverse lamellae comprise at least one opening connecting its two sections and adapted to have therein an anti-friction element (5) such as an inner ring at the opening in which is inserted an axle (3, 4) connecting longitudinally by slides the dilatation rail (via the two rail ends) to the transverse lamellae.
  • the rail has at its ends substituted and arranged at the ends of the track portion for the expansion device, at least one opening for an anti-friction element (2) in which is inserted an axis (3, 4) connecting longitudinally sliding rail with transverse lamellae.
  • the axes (3, 4) are three in number and are inserted on both sides and in the upper section section of a traction rail (for two tractive rollers) and transverse lamellae. In all cases, one or the axes can simply obtain sufficient rigidity of mechanical retention of the slats to ensure perfect continuity of the track. Slat deviations laterally to the track direction are thus in case of expansion very advantageously eliminated.
  • the rail capable of expansion may advantageously be a rail rail adapted to guide an iron type wheel.
  • the slats can also be slices of rail type iron.
  • the expandable rail may be a planar track adapted to guide a pneumatic wheel type iron or concrete.
  • the slats may also be slices of rail type iron or other material whose upper portion ensures a continuous flatness with the rail capable of expansion.
  • the rail may be a traction rail adapted to guide one or two wheels to the traction rail on which two traction rollers (inclined at approximately 45 ° on one or two sides of rail).
  • two traction rollers inclined at approximately 45 ° on one or two sides of rail.
  • Figure 3 shows a third complete perspective for a typical example of the dilation device according to the invention.
  • two rail ends (1) encapsulate on either side the series of transverse lamellae (6) between which the modules are arranged. compressible.
  • This set is a concrete example of a dilation device adapted to the implementation of the installation method according to the invention of the latter by simple insertion on a section of previously removed track.

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Abstract

La présente invention décrit un dispositif de dilatation d'un rail adapté au guidage de roue d'un véhicule sur une voie ainsi qu'un procédé pour son installation. En particulier, le rail comprend une portion de voie constituée par une série d' éléments sous forme de lamelles transversales de voie ayant une section identique à celle du rail, étant successivement et longitudinalement disposés sur la portion et entre lesquels sont intercalés des modules compressibles.

Description

Description
DISPOSITIF DE DILATATION D'UN RAIL DE GUIDAGE
La présente invention concerne un dispositif de dilatation d'un rail adapté au guidage de roue d'un véhicule sur une voie ainsi qu'un procédé pour son installation selon les préambules des revendications 1 et 9.
L'application de la présente invention concerne le domaine des transports publics tels que des trains, métro, tramway, trolleybus, bus, etc. et plus particulièrement celui des véhicules à guidage/roulement portant pneumatique et à traction par guidage central dont la trajectoire est matérialisée par un unique rail central métallique entre deux voies de roulement des roues à pneumatique. Concernant le guidage de traction, deux galets inclinés, roulant directement de part et d'autre d'un rail central, asservissent par exemple un sys- terne de direction de véhicule et lui assurent ainsi une trajectoire définie.
Il est à noter que le domaine d'application de l'invention concerne aussi un ou des rails ferroviaires adaptés au guidage d'une roue portante de type fer, au lieu de pneumati- ques, comme pour des véhicules de trains classiques.
Soumis à des variations de température, notamment dans les zones aériennes, un rail conçu en acier subit un phénomène de dilatation, c'est-à-dire une augmentation relative de toutes ses dimensions. La variation la plus notable étant sa la longueur.
D'autres phénomènes extérieurs peuvent s'y ajouter: 1) Soit des contraintes mécaniques longitudinales 2) Soit des mouvements relatifs à une partie de rail par rapport à une autre. Il peut s'agir par exemple: - d'un retrait/fluage et la dilatation propre de l'ouvrage sur lequel le rail est fixé,
- de mouvements longitudinaux de tabliers de viaduc oc¬ casionnés par des contraintes mécaniques telles qu'un freinage de véhicule
- des effets du vent
- d'effets sismiques
- etc.
Dans tous les cas cités, la présence d'un dispositif de dilatation d' un rail adapté au guidage de roue d' un véhicule sur une voie est rendu nécessaire pour limiter, voire supprimer une concentration de contraintes préjudiciables au rail. Dans un cadre dit aérien, il est courant de rencontrer des jeux d'ouvrage de 150 mm entre des différentes portions de viaduc par exemple. Un dispositif de dilatation a pour but de reprendre et compenser les jeux ou mouvements relatifs d'ouvrages et ainsi permettre la dilatation du rail suite aux contraintes (thermiques) tout en garantissant la continuité de fonction de guidage. Cela permet donc surtout de ne pas avoir de contraintes longitudinales trop importantes dans le rail .
Différents types actuels de dispositif de dilatation assurent une telle reprise de ces contraintes en un seul point, il s ' agit généralement :
- pour des rails d'une portion de voie, le dispositif de dilatation comprend deux rails « superposables » usinés en biseau de manière à ce qu'il n'y ait pas de discontinuité de la surface unique de roulement. Les deux lames biseautées coulissent à l'intérieur de coussinets spéciaux leur interdisant tout déplacement latéral tout en autorisant un libre déplacement longitudinal selon la voie. Des traverses sur lesquelles repose ce dispositif sont reliées entre elles par des pièces métalliques bridant leur déplacement.
- pour des poutrelles d'une portion de voie, le dispositif de dilatation comprend également des éléments coupés en biseau. La continuité mécanique de roulement étant assurée par un éclissage au niveau d'une âme commune des éléments, ledit éclissage étant associé à des perçages oblongs . Un serrage de boulonnerie lié à l' éclissage est alors contrôlé précisément selon une faible valeur de couple.
D'une part, aucun de ces systèmes ne répond simplement aux contraintes du guidage concerné. D'autre part, ces dispositifs peuvent en règle générale être assez complexes à pro- duire et surtout à installer, sachant que compte tenu du principe même du guidage, il est nécessaire pour un fonctionnement sécuritaire du dispositif de dilatation: 1. d'une part de respecter une lacune maximale de 10mm entre deux éléments de voie en mode « dilaté » ; 2. d'autre part d'assurer une continuité mécanique symétrique de plans de roulement pour obtenir un maintien équilibré de deux roues de guidage (en traction) quelque soit la forme de la voie et les contraintes qu'elle subit.
Un but de la présente invention est ainsi de fournir un dispositif de dilatation d'un rail adapté au guidage de roue d'un véhicule sur une voie, pour lequel la conception et l'installation doivent être simplifiées, tout en garantissant un fonctionnement sécuritaire.
Un tel dispositif ainsi qu'un procédé d'installation du dit dispositif sont fournis par le contenu des revendications 1 et 9.
A partir d'un dispositif de dilatation d'un rail adapté au guidage de roue d'un véhicule sur une voie, l'invention prévoit que le rail comprend une portion de voie constituée par une série d' éléments sous forme de lamelles transversales de voie ayant une section identique à celle du rail, étant suc- cessivement et longitudinalement disposés sur la portion et entre lesquels sont intercalés des modules compressibles. De cette façon, il est avantageusement possible de garantir une continuité mécanique par des simples dilatations successivement juxtaposées entre les lamelles, tout en assurant une continuité du guidage/roulement de roue (s) puisque les lacunes maximales de 10mm entre des tronçons/lamelles sont facilement obtenues en choisissant des modules compressibles de cette largeur maximale.
Egalement grâce à cette juxtaposition de lamelles, il est possible de reprendre des jeux importants d'ouvrage. En d'autres termes, au moyen d'une quantité adaptée de lamelles, il est possible de compenser toute longueur prévisible de dilatation.
L'utilisation de tels modules compressibles intercalaires comme des éléments élastiques/élastomères ou à ressort permet à la fois de rendre la dilatation très "sécuritaire et aussi de mieux absorber des vibrations de roulement donc de dimi- nuer le bruit du rail.
L'architecture simple du dispositif de dilatation est ainsi aussi prévue pour faciliter son installation ainsi que sa maintenance/son échange.
A cet effet, l'invention prévoit un procédé d'installation d'un dispositif de dilatation tel que précédemment décrit, selon lequel :
- un tronçon de voie est libéré de tout rail sur une longueur définie,
- un ensemble comprenant deux embouts de rails encapsulant les extrémités de la série de lamelles transversales avec les éléments compressibles est inséré à la place dudit tronçon. Seules les deux extrémités externes des embouts doivent ainsi être simplement solidarisées (soudés par exemple) au reste de la voie pour laquelle des dilatations sont à compenser. L'installation s'affranchit de tout réglage supplémentaire, car la dilatation adéquate pour un environnement précis est régie par la structure choisie de la série de lamelle (nombre de lamelles, largeur/élasticité des interstices formé par les modules compressibles) .
Un ensemble de sous-revendications présente également des avantages de l'invention.
Des exemples de réalisation et d'application sont fournis à l'aide de figures décrites :
Figure 1 une première perspective partielle du dispositif selon l'invention,
Figure 2 une deuxième perspective partielle du disposi- tif selon l'invention,
Figure 3 une troisième perspective complète pour un exemple type du dispositif selon l'invention.
Les figures 1 et 2 présentent une première et une deuxième perspective partielle du dispositif de dilatation d'un rail (1) adapté au guidage de roue d'un véhicule sur une voie selon l'invention. La figure 2, étant une vue éclatée de la figure 1, est destinée à montrer les parties internes dudit dispositif de dilatation.
Le rail susceptible de dilatation sur la voie est ainsi interrompu et comprend une portion de voie constituée par un embout de rail (1), une série d'éléments sous forme de lamel- les transversales (6) de voie ayant une section identique à celle du rail, étant successivement et longitudinalement dis- posés sur la portion et entre lesquels sont intercalés des modules compressibles (7), seulement représentés à la figure 1. Un deuxième embout de rail (non représenté) est également prévu à l'autre extrémité de la série de lamelles transversales, de façon à ce que la série de lamelles et leurs modules compressibles intercalaires soient solidairement encapsulables entre les deux embouts.
Les modules compressibles (7) sont par exemple élastomères ou à ressort afin de fournir des largeurs variables avoisinées, idéalement en mode de repos (libre de dilatation, donc de compression desdits modules) de l'ordre de 10 mm. Ce dernier ordre de grandeur est particulièrement bien adapté au dimen- sionnement des roues actuelles pour les transports en commun classiques. Une série de au moins 15 modules compressibles permet donc de compenser sans difficulté une dilatation de 150mm de rails adjacents au dispositif selon l'invention. Dans la pratique, il s'avère aussi que 21 lamelles pour une compensation de 150mm de dilatation possible est un nombre suffisamment bien adapté.
Les lamelles transversales sont par exemple de simples « tranches » transversalement découpées dans un rail. Les dites lamelles transversales comportent au moins une ouverture reliant ses deux sections et adaptée pour y disposer un élément antifriction (5) tel qu'un anneau intérieur à l'ouverture dans lequel est inséré un axe (3, 4) reliant lon- gitudinalement par coulisse le rail susceptible de dilatation (par l'intermédiaire des deux embouts de rail) aux lamelles transversales. Le rail comporte à ses embouts substitués et disposés aux extrémités de la portion de voie pour le dispositif de dilatation, au moins une ouverture pour un élément antifriction (2) dans lequel est inséré un axe (3, 4) reliant longitudinalement par coulisse le rail aux lamelles transver- sales. Idéalement, les axes (3, 4) sont au nombre de trois et sont insérés de part et d' autre et dans la partie supérieure de section d'un rail de traction (pour deux galets tracteurs) et des lamelles transversales. Dans tous les cas, un ou les axes permettent d'obtenir simplement une rigidité suffisante de maintien mécanique des lamelles pour assurer une continuité parfaite de voie. Des écarts des lamelles latéralement à la direction de voie sont ainsi en cas de dilatation très avantageusement éliminés.
Le rail susceptible de dilatation peut être avantageusement un rail ferroviaire adapté au guidage d'une roue de type fer. Dans ce cas, les lamelles peuvent aussi être des tranches de rail de type fer.
Alternativement, le rail susceptible de dilatation peut être une voie plane adaptée au guidage d'une roue à pneumatique de type fer ou béton. Ici encore, les lamelles peuvent aussi être des tranches de rail de type fer ou un autre matériau dont la partie supérieure assure une planéité continue avec le rail susceptible de dilatation.
Enfin, le rail peut être un rail de traction adapté au gui- dage d'une ou deux roues latérale (s) au rail de traction sur lequel viennent prendre prise deux galets de traction (inclinés à environ 45° sur un ou deux côtés de rail) . Ici encore une parfaite continuité de voie est assurée pour plusieurs roues-galets.
La figure 3 présente une troisième perspective complète pour un exemple type du dispositif de dilatation selon l'invention. En un ensemble monobloc, deux embouts de rail (1) encapsulent de part et d'autre la série de lamelles transversales (6) entre lesquels sont disposés les modules compressibles. Cet ensemble est un exemple concret d'un dispositif de dilatation adapté à la mise en œuvre de la méthode d'installation selon l'invention de ce dernier par simple insertion sur un tronçon de voie auparavant supprimé.

Claims

Revendications
1. Dispositif de dilatation d'un rail (1) adapté au guidage de roue d'un véhicule sur une voie, caractérisé en ce que le rail comprend une portion de voie constituée par une série d' éléments sous forme de lamelles transversales (6) de voie ayant une section identique à celle du rail, étant successivement et longitudinalement disposés sur la portion et entre lesquels sont intercalés des modules compressibles (7) .
2. Dispositif selon revendication 1, pour lequel les modules compressibles (7) sont élastomères ou à ressort afin de fournir des largeurs variables avoisinées, idéalement pour en mode de repos de l'ordre de 10 mm.
3. Dispositif selon revendication 1 ou 2, pour lequel les lamelles transversales comportent au moins une ouverture pour un élément antifriction (5) dans lequel est inséré un axe (3, 4) reliant longitudinalement par coulisse le rail aux lamelles transversales.
4. Dispositif selon une des revendications 1 à 3, pour le- quel le rail comporte, aux extrémités de portion de voie, au moins une ouverture pour un élément antifriction (2) dans lequel est inséré un axe (3, 4) reliant longitudinalement par coulisse le rail aux lamelles transversales.
5. Dispositif selon une des revendications 1 à 4, pour lequel le rail est un rail ferroviaire adapté au guidage d'une roue de type fer.
6. Dispositif selon une des revendications <1 à 4, pour lequel le rail est une voie plane adaptée au guidage d'une roue à pneumatique.
7. Dispositif selon une des revendications 1 à 6, pour lequel le rail est un rail de traction adapté au guidage d'une ou deux roues latérale (s) au rail de traction.
8. Dispositif selon revendication 7, pour lequel les axes (3, 4) sont au nombre de trois et sont insérés de part et d' autre et dans la partie supérieure de section du rail de traction et des lamelles transversales .
9. Procédé d'installation d'un dispositif selon une des re- vendications précédentes, caractérisé en ce que :
- un tronçon de voie est libéré de tout rail sur une longueur définie,
- un ensemble comprenant deux embouts de rails encapsulant les extrémités de la série de lamelles transversa- les avec les éléments compressibles est inséré à la place dudit tronçon.
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