Brevet FR2458626A1 — publié le 19810102

La présente invention a pour objet un coeur pour aiguilles ou changements de voie; notamment pour aiguilles utilisées pour le trafic à grande vitesse, comportant un rail de jonction monté tournant qui ferme l'intervalle entre les paires de rails de la voie principale et de la voie déviée. Au fur et à mesure qu'augmentent les vitesses dans le trafic ferroviaire moderne, les exigences imposées à la superstructure des voies de chemin de fer deviennent de plus en plus sévères. A ce point de vue, les aiguilles et change- ments de voie prennent dans cette superstructure une place de plus en plus importante car ces aiguilles doivent être franchies à très grande vitesse, non seulement sur la voie droite, mais aussi sur la voie déviée. Mais, étant donné qu'il y a des valeurs d'accélération prédonnées qui ne doi- vent pas être dépassées, la nécessité de franchir à très grande vitesse les aiguilles sur la voie déviée oblige à avoir un rayon de changement nettement supérieur à celui que permettent actuellement les aiguilles de type courant. On connaît comme état de la technique des aiguilles prévues pour des vitesses sur la voie droite pouvant attein- dre 250 km/h, qui sont dotées de coeurs dans lesquels les intervalles ou ornières que l'on trouve d'habitude avec les coeurs simples sont fermés par des éléments réglables. On sait de plus monter de façon articulée les poin- tes de coeur, la partie pivotante étant constituée par un rail coupé. C'est ainsi que, par exemple, le modèle d'uti- lité allemand No. 70 45 928 décrit un coeur dont la pointe est montée articulée et dans lequel l'articulation est agen- cée de façon que les côtés de roulement de la pointe de coeur et des rails soient en toute circonstance exactement dans le, prolongement l'un de l'autre. Outre que de tels éléments pivotants ne peuvent être utilisés dans les aiguilles ou changements de voies à grande vitesse en raison de leurs dimensions, les dispositifs de ce genre donnent naissance à des joints d'about ou joints plats. Le brevet américain No. 1.146.888 décrit un coeur d'aiguille danslequel les rails arrivant au coeur et les rails repartant du coeur prennent fin à une distance déter- minée avant leur point de croisement commun, un rail monté coulissant sur une plaque reliant entre elles les extrémités respectives correspondant au sens de marche. Grâce à ce dispositif, il est certain qu'on obtient dans le coeur un profil continu du champignon du rail, mais il se formeentre, d'une part, le rail coulissant et, d'autre part, les rails arrivant au coeur et en repartant, des joints d'about ou joints plats, avec tous les inconvénients qui en résultent. De plus, l'utilisation de ce genre de coeur est limitée aux aiguilles dans lesquelles des rails droits se croisent dans la zone du coeur. Les types de coeur décrits ci-dessus ne se prêtent pas non plus à être utilisés dans la zone des aiguilles pour trafic à grande vitesse car, au fur et à mesure qu'augmen- tent les rayons de changement, les rails de liaison devien- nent de plus en plus longs et leur stabilité atteint un niveau auquel, pour des raisons de sécurité, on ne peut plus utiliser de coeurs comportant des rails de liaison posés librement. L'invention a pour but d'éviter les inconvénients des dispositifs connus et, tout en évitant la formation de joints d'about ou joints plats dans la zone du coeur d'ai- guille, d'obtenir un profil continu du champignon de rail. Ce résultat est obtenu par l'invention grâce au fait que les deux extrémités du rail de liaison sont façonnées en forme de triangle isocèle, et que les extrémités correspon- dantes des rails de roulement proprement dits sont façonnées d'un côté en pointe, en formant un profil continu du champi- gnon de rail. Selon un mode de réalisation préféré du coeur selon l'invention, le rail de liaison dudit coeur est monté de façon fixe par ses extrémités sur des plaques ou coussinets de glissement et repose librement sur des traverses d'assiet- te de rail. De cette façon, on réalise un profil continu de champignon de rail aussi bien sur la voie droite que sur la voie déviée, et on évite toute variation d'élasticité par à-coup. Les extrémités pointues du rail de liaison,façonnées symétriquement, et les extrémités de même longueur des rails de roulement proprement dits, façonnées d'un côté en profil de lame d'aiguille, se complètent lorsqu'elles viennent s'appliquer les unes contre les autres, formant ainsi un pro- fil continu de champignon de rail que les roues franchissent sans secousse et sans difficulté. Selon un mode de réalisation particulièrement apte, le déplacement horizontal du rail de liaison s'effectue au moyen de plaques ou coussinets de glissement connus en soi sur lesquels le rail de liaison est monté à poste fixe. Ces coussinets de glissement permettent aux extrémités du rail de liaison de se déplacer transversalement en sens inverse lorsque le rail tourne, ce mouvement ayant pour but d'amener ces extrémités pointues du rail de liaison à venir s'appli- quer contre les extrémités des rails de roulement. L'incli- naison différente des extrémités des rails de roulement façonnées obliquement sur toute la largeur du champignon et des extrémités du rail de liaison façonnées des deux côtés en pointe se terminant vers la ligne médiane du champignon de rail est compensée d'une quantité égale à la demi-largeur de champignon par une flexion élastique des extrémités du rail de liaison. Le profil continu de champignon de rail est ainsi réalisé. Dans les aiguilles o le rayon de changement de la voie déviée passe par le coeur d'aiguille, le rail de liaison est, en position "bifurcation", courbé élastiquement sur toute sa longueur d'une façon correspondant à ce rayon et vient ainsi s'appliquer contre le rail de déviation. De plus, au moyen d'éléments de verrouillage connus en soi, dis- posés dans les coussinets de glissement, le rail de liaison qui se trouve en position de tension lorsqu'il est appliqué contre le rail de roulement est monté de façon immuable dans sa position normale et dans sa position déviée. Le DE-OS No. 28 17 782 décrit en détail la mise en oeuvre et le fonctionnement des plaques ou coussinets de glissement. Les coussinets de glissement ont également pour rôle d'absorber les forces horizontales et verticales provo- quées par les roues qui les franchissent. Les traverses qui se trouvent entre les coussinets de glissement sur lesquels sont disposés à demeure les rails de roulement et leurs extrémités façonnées en aiguilles ont pour rôle supplémentaire de supporter le rail de liaison. Selon un développement avantageux de l'invention, le rail de liaison comporte une partie médiane correspondant au profil de rail à laquelle sont soudées les extrémités pointues. Le rail de liaison peut présenter des grandeurs différentes dans la zone du coeur suivant la forme géométri- que de l'aiguille. Les deux extrémités de ce rail de liaison façonnées en forme de triangle isocèle sont de préférence symétriques. Pour donner au rail de liaison la longueur né- cessaire en fonction de la disposition géométrique de l'ai- guille, on soude les extrémités pointues à une partie média- ne à laquelle on a donné une grandeur appropriée, et on obtient ainsi le rail de liaison sur sa longueur souhaitée. Selon un-autre point remarquable de l'invention, les rails de roulement proprement dits sont fixés sur des traverses de rail par leurs extrémités à profil en lame d'aiguille, et ils reposent sur des coussinets de glissement. Selon un développement préféré de ce point remar- quable, la traverse de rail est constituée par un support qui, par l'intermédiaire de plaques d'appui, est relié au bâti soudé sur une plaque d'assise commune. Selon un mode de réalisation particulièrement avan- tageux, la traverse d'assiette est réglable et adaptable horizontalement et verticalement. Grâce au réglage horizon- tal, on peut procéder à une correction des rails de roule- ment dans la voie. Le réglage vertical permet aussi bien de compenser les inclinaisons de l'infrastructure que de donner aux rails une pente voulue. Le réglage vertical s'effectue en insérant des coins entre les plaques d'appui de l'assise et le support. Le réglage horizontal est obtenu grâce à des trous en tente ou trous oblongs ménagés dans les plaques d'appui de la plaque d'assise. L'invention permet de réaliser une liaison avec les rails de roulement qui ne présente pas de joints d'about, la position du rail de liaison mobile transversalement étant assurée grâce au fait qu'il est disposé de façon immuable sur les plaques ou coussinets de glissement. Les caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront d'ailleurs de la description qui va suivre, à titre d'exemple, en référence au dessin annexé dans lequel la figure 1 est une vue par dessus du coeur dans une aiguille ou changement de direction; la figure 2 est une vue par dessus de la zone du coeur d'aiguille; la figure 3 est une vue par dessus, à plus grande échelle, de la partie gauche du coeur montré à la figure 2 -la figure 4 est une coupe, effectuée suivant la ligne C-D de la figure 7; la figure 5 est une vue par dessus correspondant à la figure 4; la figure 6 est une coupe effectuée suivant la ligne A-B de la figure 7; la figure 7 et la figure 8 représentent en vue par dessus un coeur d'aiguille selon l'invention, respectivement dans ses deux positions terminales. La figure 1 représente schématiquement un changement de voie à aiguille comportant le coeur suivant la présente invention. Le coeur est constitué par le rail de liaison 1 mon- té tournant autour du point d'intersection M, dont les extré- mités 2, 2' sont façonnées obliquement, et dont la partie médiane 1' présente un profil de rail, par des plaques ou coussinets de glissement 3 mobiles dans le sens transversal, sur lesquels est fixé le rail de liaison 1, des traverses d'assiette de rail 4 disposées à poste fixe sur lesquelles sont fixées les extrémités de rails de roulement proprement dits 5,5' façonnées en profil d'aiguille, le rail de roule- ment 6 de la voie principale ou voie droite interrompu dans le coeur, ainsi que les extrémités 7, 7' façonnées en profil d'aiguille du rail de roulement 8 de la voie déviée, inter- rompu dans la zone du coeur. A la figure 2 est représenté dans sa position médiane (non fermée) le rail de liaison monté rotatif autour du point d'intersection M et mobile dans le sens transversal par rapport aux extrémités pointues, qui est fixé sur les coussinets de glissement 3. Les extrémités 2, 2' du rail de liaison 1 sont façonnées symétriquement de part et d'autre de la ligne médiane du rail de liaison 1 et forment un trian- gle isocèle. Les extrémités 5, 5' et 7, 7' des rails de roulement 6 et 8 sont façonnées d'un côté en profil d'aiguille sur la même longueur que les extrémités 2, 2' du rail de liaison 1. Pour simplifier la représentation, on n'a représenté à la figure 3 que la partie gauche du coeur selon la figure, à plus grande échelle. Cette figure montre l'extrémité 2 du rail de liaison 1 appliquée étroitement grâce à sa forme contre l'extrémité 5 du rail de roulement 6. La longueur la- térale c à d des extrémités de rail de roulement 5 et 7 cor- respond à la longueur latérale a à b de l'extrémité 2 du rail de liaison 1. Lors du déplacement horizontal de manoeu- vre de l'aiguille, le point a de l'extrémité 2 du rail de liaison 1 vient d'abord s'appliquer contre le point c des extrémités 5 et 7. Jusqu'à ce que le rail de liaison 1 ait atteint sa position terminale, l'extrémité 2 est alors cour- bée élastiquement sur toute sa longueur latérale de a à b, à partir du point b, d'une quantité égale à une demi-largeur de champignon de rail. x1 et x2 correspondent respectivement aux largeurs restantes du champignon de rail après le façon- nage, les valeurs de x1 et x2 étant comprises entre 0 et k. La flèche de flexion du rail de liaison 1 est, en tous ses points, égale à ô-. L'extrémité 2 du rail de liaison 1 et les extrémités des rails de roulement 5 et 7 sont conformées de façon à satisfaire aux conditions de l'équation: k = x1 + x2. La lettre k représente la largeur du chamignon de rail. La figure 4 et la figure 5 montrent la façon dont est monté et guidé le rail de liaison formé à partir du rail de roulement, monté tournant et pouvant se déplacer trans- versalement'dans la zone de l'aiguille de changement. Sur la plaque d'assise 9 les supports de tourillon 10 et 11 sont fixés à demeure par soudage. Dans les alésages des supports 10 et 11 est adapté l'arbre 12. Sur l'arbre 12 est monté coulissant le coussinet de glissement 3 constitué par le bloc de support 13 sur lequel est fixée la plaque 14. La fixation du rail de liaison 1 est effectuée au moyen des pièces de calage 15 qui sont vissées à la plaque 14 à l'aide de vis à tête conique ou fraisée. Les pièces de calage 15 servent en -même temps à cet emplacement, de point d'appui aux extrémi- tés de rail 5' et 7' pour supporter les charges verticales. Le blocage du rail de liaison 1 dans la position d'applica- tion nécessitée par la forme géométrique de l'aiguille de changement est confié aux tiges filetées 16 et 17. Les tiges filetées 16 et 17 logées respectivement dans les évidements 18 et 19 déterminent la distance exactement définie jus- qu'aux éléments de verrouillage respectivement correspon- dants 22, 23 montés dans les évidements 20 et 21. Les tiges filetées 16 et 17 sont bloquées à l'aide des contre-écrous hexagonaux 24 et des rondelles 25. Le déplacement transversal dans le plan horizontal du rail de liaison 1 fixé sur le coussinet de glissement 3 est commandé par le vérin différentiel 26. Le corps cylin- drique de vérin 27 est relié par action de force au support de tourillon 11 par l'intermédiaire du bras 28 et des bou- lons 29. La tige de piston 30 qui effectue le mouvement transversal agit sur le coussinet de glissement 3 par l'in- termédiaire de son point d'appui 31 sur la plaque 14. On a représenté à la figure 6 la traverse d'assiette 4 des extrémités de rail 5 et 7 à profil d'aiguille, dispo- sées à poste fixe. Cet élément d'assise se compose essen- tiellement du support d'appui 40 et du bâti 48 qui sont sou- dés sur la plaque d'assise 47. Les extrémités de rail 5 et 7 sont reliées à l'extérieur à la longrine à nervure 36 par l'intermédiaire des tendeurs à pince 32, des rondelles d'appui 33, des boulons à crochet 34 et des écrous hexago- naux 35. Pour assurer l'écartement des rails 5 et 7 et pour les fixer, il est prévu entre lesdits rails la pièce de calage 37 qui, en outre, joue également en cet endroit le rôle de point d'appui du rail de liaison 1 à l'égard des charges verticales. Pour permettre au rail de s'affaisser comme il doit le faire lors du passage d'un véhicule ou convoi sur la voie, la longrine à nervure 36 est posée sur une plaque de caoutchouc 38 adaptée à supporter la pression superficielle correspondante. Les forces de soulèvement du rail sont com- pensées par les étriers de fixation 39. Afin de permettre d'effectuer des corrections verticales ultérieures, le sup- port d'appui 40 est muni sur ses deux côtés inférieurs de biseaux 41. A ces biseaux 41 du support d'appui 40 s'adap- tent les deux coins 42 placés en-dessous au moyen desquels on peut effectuer les corrections voulues. Les plaques d'appui 43 qui sont soudées au bâti 48 comportent, exactement de la même façon que les coins 42, des trous longitudinaux 45 qui permettent d'effectuer en plus des corrections horizontales dirigées transversalement par rapport aux rails de roulement 4 et 5. Grâce aux biseaux 41 prévus sur le support d'appui et aux cales 42 insérées entre le support d'appui 40 et la plaque d'appui 43, on peut aussi bien compenser des in- clinaisons de l'infrastructure que donner aux rails une inclinaison voulue. Les parties latérales 44 sont soudées sur la plaque d'assiette 47 en même temps que les nervures latérales 47 et forment ainsi le bâti 48 qui porte le support d'appui 40. On a représenté aux figures 7 et 8 le rail de liai- son 1 lors de l'opération de changement par manoeuvre d'ai- guille pour passer de la position "voie droite" (figure 7) à la position de déviation (figure 8). En position fermée, le rail de liaison 1 est appliqué contre les extrémités 5, ' du rail de roulement 6. Les extrémités de rail rigides des rails de roulement 6 et 8 sont alors reliées sur les longrines à nervures 49 à l'infrastructure. A l'intérieur de la zone de coeur, ces rails sont fixés sur les traverses d'assiette de rail 4 et reposent librement sur les coussinets de glissement 3. Le rail de liaison 1 qui peut se déplacer transversalement est fixé aux coussinets de glissement 3 et repose librement sur les traverses d'assiette de rail 4. Les éléments de verrouillage 22, 23 disposés dans les cous- sinets de glissement 3 sont respectivement reliés entre eux des deux côtés par la transmission rigide 50. La manoeuvre des éléments de verrouillage 23 s'effectue, dans la partie gauche du coeur à l'aide des vérins à simple effet 51, 52 et, dans la partie droite du coeur, à l'aide des vérins à sim- ple effet 53, 54. La manoeuvre des éléments de verrouillage 22 est effectuée, dans la partie gauche du coeur, par les vérins à simple effet 55, 56 et, dans la partie droite du coeur, par les vérins à simple effet 57, 58. On peut vérifier que les éléments de verrouillage 22, 23 sont en position correcte au moyen des commutateurs de fin de course 59, 60, 61, 62, 63, 64, 65, 66, 67, 68, 69, 70, 71, 72, 73 et 74. Dans la position "voie droite" (figure 7), les vérins 55, 58 ont amené les éléments de verrouillage 22 dans la position de déverrouillage par l'intermédiaire de la transmission rigide 50. Les commutateurs de fin de course 63, 65, 68, 70 sont, par là même, actionnés tandis que les commutateurs de fin de course 64, 66, 67, 69 sont soulagés. Les vérins 51, 54 ont amené les éléments de verrouillage 23 dans la posi- tion de verrouillage. Il en résulte que les commutateurs de fin de course 60, 62, 71, 73 sont actionnés tandis que les commutateurs de fin de course 59, 61, 72, 74 sont soulagés. De cette combinaison des positions de commutateurs de fin de course peut être dérivé le signal de voie libre pour la voie droite. La sûreté et l'immuabilité du blocage en position du rail de liaison 1 mobile dans le sens transversal sont assurées par les éléments de verrouillage 23 qui servent de point d'appui aux tiges filetées 16 afin de maintenir contre les extrémités de rail 5, 5' le rail de liaison 1 appliqué sous tension. La manoeuvre de changement pour passer de la posi- tion "voie droite", telle qu'elle est représentée à la figure 7, dans la position "voie déviée", telle qu'elle est représentée à la figure 8, se déroule de la façon suivante. Comme le montre la figure 4, les vérins différen- tiels 26 sont mis en marche de façon que le rail de liaison 1 soit, dans un premier temps, appliqué et serré fortement contre les rails 5 et 5' et que, par conséquent, les tiges filetées 16 s'écartent légèrement des éléments de verrouil- lage 23. Après que les éléments de verrouillage ont été libérés, les vérins 52, 53 sont mis en action et, par l'in- termédiaire de la transmission rigide 50, les éléments de verrouillage 23 sont amenés en position de déverrouillage. Si cette manoeuvre s'est effectuée correctement, les commu- tateurs de fin de course 59, 61, 72 et 74 ont dû être actionnés et les commutateurs de fin de course 60, 62, 71, 73 ont dû être soulagés. Cette position de commutateurs de fin de course déclenche l'inversion de la direction des for- ces aux vérins différentiels 26. Les vérins différentiels poussent alors le rail de liaison 1 dans la position "voie déviée" et le serrent sous pression contre les extrémités de rail rigides 7 et 7' et ceci de telle sorte que pour le ver- rouillage qui va s'effectuer, la voie est libre pour les éléments de verrouillage 22. Maintenant, les vérins 56 et 57 peuvent amener, par l'intermédiaire de la transmission rigide 50, les éléments de verrouillage 22 dans la position de verrouillage. Lorsque la pression de commande pour les vérins différentiels 26 est coupée, les tiges filetées 17 sont appliquées et serrées contre les vérins de verrouillage 22 sous l'effet de la réaction de la force de pression de serrage entre le rail de liaison 1 et les extrémités de rail 7 et 7'. Si le verrouillage a été correctement effectué, les commutateurs de fin de course 64, 66,. 67, 69 doivent être actionnés et les commutateurs de fin de course 63, 65, 68, 70 doivent être soulagés. Lorsque cette position de commuta- teurs de fin de course est réalisée, la commande hydraulique est mise hors d'action. Par la combinaison de positions de commutateurs de fin de course représentée à la figure 8 (commutateurs 59, 61, 64, 66, 67, 69, 72 et 74 actionnés et commutateurs 60, 62, 63, 65, 68, 70, 71 et 73 soulagés) peut être déclenché le signal de voie libre pour la voie déviée. REVENDICATIONS 1. Coeur pour aiguilles de changement de voie, notam- ment pour aiguilles de voies destinées au trafic à grande vitesse, comportant un rail de liaison monté tournant qui ferme l'intervalle entre les paires de rail de la voie droi- te et de la voie déviée, caractérisé en ce que les deux extrémités du rail de liaison sont façonnées en forme de triangle isocèle, tandis que les extrémités correspondantes des rails de roulement proprement dits sont façonnées d'un côté en pointe, en formant un profil continu de champignon de rail. 2. Coeur selon la revendication 1, caractérisé en ce que le rail de liaison est monté à demeure par ses extrémi- tés sur des coussinets ou plaques de glissement et repose de façon libre sur des traverses d'assiette de rail. 3. Coeur selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le rail de liaison comporte une partie médiane correspondant au profil du rail à laquelle sont soudées les extrémités pointues. 20. 4. Coeur selon la revendication 1, caractérisé en ce que les rails de roulement sont fixés, par leurs extrémités façonnées en profil analogue à celui d'une aiguille, sur des traverses d'assiette de rail et reposent librement sur des coussinets de glissement. 5. Coeur selon la revendication 4, caractérisé en ce que la traverse d'assiette de rail est constituée par un support d'appui qui, par l'intermédiaire de plaques d'appui, est relié au bâti soudé sur une plaque d'assise commune. 6. Coeur selon la revendication 5, caractérisé en ce que la traverse d'assiette de rail peut être réglée en posi- tion dans le sens vertical à l'aide de cales introduites entre les plaques d'appui du bâti et le support d'appui. 7. Coeur selon la revendication 5, caractérisé en ce que la traverse d'assiette de rail peut être réglée en position dans le sens horizontal à l'aide de trous longitu- dinaux ménagés dans les plaques d'appui du bâti.