Brevet FR2476707A1 — publié le 19810828

La présente invention a pour objet un éclissage électriquement isolant pour rails de voie ferrée, lequel comporte deux éclisses de forme allongée, électriquement isolantes, réalisées en matière plastique et qui s'appliquent contre des surfaces profilées opposées de rails adjacents de manière à en franchir l'intervalle du joint, ainsi que des dispositifs de fixation qui traversent des alésages passants prévus dans les éclis- ses et dans l'âme des rails ainsi réunis. Le but d'un tel éclissage de rails est d'assurer la connexion électriquement isolante de deux rails dans la zone du joint formé entre deux rails adjacents disposés bout-à-bout, les éclisses utilisées de- vant 9tre capables d'une part de résister à de fortes contraintes mé- caniques, et d'autre part de garantir un isolement électrique à toute épreuve. Aux sollicitations mécaniques connues qui résultent plus parti- culièrement du passage d'un train sur le joint des rails, s'ajoutent les effets dûsà la température, qui modifient la longueur de la voie; par exemple, le joint ou intervalle entre les extrémités de rails ad- jacent s'agrandit en hiver et diminue en été. Il faut donc toujours veiller à ce que les éclisses soient fixées aux éléments de voie avec une fermeté suffisante pour que non seulement elles ne puissent se dé- placer par rapport à la surface extérieure des rails, mais aussi que la distance entre les dispositifs réglables de fixation mécanique (qui en règle générale sont des boulons filetés) par rapport aux trous qui traversent les éclisses, ne varie pas lorsque les rails se rapprochent ou s'éloignent entre eux. Il est essentiel que l'on puisse atteindre, par l'intermédiaire de la pression de serrage exercée par les dispositifs réglables de fixa- tion mécanique, une force dynamique suffisamment élevée pour que les éclisses soient par exemple en mesure de supporter une charge de 80 tonnes. La transmission de cette charge a lieu uniquement par effet dynamique. Le problème que la présente invention vise à résoudre est celui de prévoir un éclissage électriquement isolant et de faire en sorte que les éclisses puissent résister à de fortes contraintes mécaniques, tout en étant d'un prix de revient relativement économique et n'exigeant qu'une main-d'oeuvre réduite pour son assemblage. Pour résoudre le problème ainsi posé, l'invention est caractérisée en ce que les éclisses présentent, au moins sur leur face qui s'applique contre la surface profilée du rail correspondant, une série de nervures d'orientation sensiblement verticale et régulièrement espacées entre elles. Une caractéristique essentielle de la présente invention, par conséquent, est que désormais, et contrairement à l'état actuel de la technique, seulement certaines parties des éclisses sont utilisées pour la transmission d'efforts entre les éclisses et la surface profilée des rails, au lieu que les éclisses portent dynamiquement sur toute leur longueur contre la surface profilée des rails et transmettent par consé- quent ces efforts. En supposant que l'on dispose au départ d'une éclisse de 920 mm, on a donc 460 mm de cette éclisse qui portent contre le rail situé d'un côté du joint, tandis que les autres 460 mm de cette éclisse.portent contre le rail situé de l'autre c8té du joint. Dans ces conditions, c'est la totalité de la longueur de l'éclisse qui transmet les efforts par l'intermédiaire de nervures orientées en substance verticalement, et régulièrement espacées entre elles. Ainsi, l'axe longitudinal de ces nervures (celui de l'allongement) s'étend perpendiculairement à la di- rection admise comme étant la direction principale, laquelle est orien- tée dans le sens longitudinal de l'éclisse elle-même. Ces nervures agissent par conséquent comme des "barbelures" qui s'accrochent ou s'enfoncent dans les surfaces profilées et en regard des rails. Dans un mode préféré de réalisation de la présente invention il est prévu que les surfaces des nervures qui prennent appui contre les surfaces profilées des rails sont constituées par la surface extérieure de clavettes ou cannelures, cette surface étant cependant inclinée par rapport à une force agissant dans le sens longitudinal de l'éclisse, Si la surface extérieure des nervures est réalisée sous forme de surfaces de clavettes ou cannelures, ces surfaces inclinées sont uniquement en contact linéaire, c'est-à-dire par le sommet ou l'arête de la clavette ou de la face inclinée, vue en coupe transversale, contre les surfaces profilées et en regard des rails. A cet effet, il est important que les éclisses proprement dites, et cependant surtout leurs nervures, soient constituées par une matière plastique à forte résilience, ayant d'excellentes qualités de démoulage, une haute résistance aux basses températures, une bonne résistance à la chaleur et une longue durée utile en service. Une telle matière plasti- que, dans un mode préféré de réalisation de l'invention, est constituée par du lactame polylaurique dont le procédé d'obtention et la composi- tion sont décrits dans le brevet de la R.F.A. DE-OS no 25 07 549. Par ces moyens, on obtient que les surfaces en coin qui portent contre les surfaces profilées des rails, forment lorsqu'on serre le dis- positif de fixation mécanique une sorte de bourrelet dans l'intervalle qui sépare ces surfaces en coin des surfaces profilées quand une solli- citation en translation longitudinale agit sur l'éclisse considérée. Par le simple serrage des dispositifs de fixation mécanique, qui ne sont pas obligatoirement constitués par des boulons filetés pouvant être étirés dans des sens contraires à l'aide d'écrous, on obtient une déformation des nervures et de leurs surfaces inclinées dans le sens de la compression. De cette façon, les arêtes des dites surfaces inclinées sont comprimées contre les surfaces profilées des rails et forment ainsi un bourrelet. L'inclinaison des faces inclinées des nervures par rapport à la direction de l'effort principal de traction qui s'exerce sur l'é- clisse atteint ainsi un degré tel que le bourrelet précité représente en toutes circonstances le c8té "avant" de la face inclinée. Dans ces conditions, si une force de translation agit sur les rails, ledit bour- relet se cabre fortement, car il est entra né par frottement par la surface profilée en regard du rail, ce qui se traduit par un rétrécis- sement de l'intervalle entre la surface inclinée de la nervure et la surface profilée du rail. Il est également très important que l'action dynamique produite entre les surfaces profilées des rails et les nervures formées sur les éclisses augmente lorqu'une force dirigée dans le plan principal de traction agit sur les éclisses. De cette façon, il se produit en même temps une consolidation automatique et un accrochage des nervures sur les rails profilés, lorsqu'unecharge agit sur les rails dans la direc- tion du plan principal de traction. Pour rendre possible un autre perfectionnement, il est prévu, dans ces conditions, d'incorporer dans la matière plastique des éclisses, sous forme de suspension, des éclats ou pointes de grains métalliques résistant à l'usure, par exemple de molybdène, dont la dureté est su- périeure à celle des rails. Pendant ou avant le moulage des éclisses réalisées à partir de la matière plastique mentionnée ci-dessus, on 24767 07 incorpore dans la masse fluide de matière plastique en fusion des éclats ou pointes de grains métalliques résistant à l'usure, ou du molybdène, que l'on répartit uniformément dans le bain de matière plastique. Par ce moyen, on augmente et on améliore sensiblement l'effet d'accrochage des nervures par rapport aux surfaces profilées des rails, tandis qu'une séparation des nervures par rapport aux surfaces profilées en regard des rails ne peut se produire que par une destruction, c'est-à-dire un cisaillement, de la matière. on obtient ainsi, en plus d'une liaison dynamique originale, une liaison mécanique par blocage, de telle sorte que l'on peut, dans une certaine mesure, faire état d'un verrouillage de matière, attendu que les éclats ou pointes de grains, par exemple de molybdène, entament la matière constitutive des rails. Grace à l'utilisation de ces éclats de grains, par exemple de molybdène, on peut considérer que les arêtes des nervures agissent comme des couteaux tranchants lesquels, lorsqu'une force agit dans le sens du plan principal de traction des rails, se dressent et s'enfoncent dans la matière des rails. Il en résulte également un effet automatique de réaff tage, car en raison de la forte résilience de la matière plas- tique utilisée, lorsque des éclats de grains se sont détachés de la composition de matière plastique, ils sont remplacés par les éclats de grains qui se trouvent encore dans la matière plastique, celle-ci épousant dans sa plus grande partie le profil du rail. Dans la description qui suit, faite en se référant au dessin annexé qui montre simplement quelques modes possibles de réalisation de l'invention, celle-ci apparattra plus en détail. Le dessin et sa description feront ressortir d'autres avantages et caractéristiques essentiels de l'invention. Sur le dessin: La FIGURE 1 est une coupe verticale faite à travers un rail pourvu d'éclisses fixées de chaque c8té; La FIGURE 2 est une vue en élévation faite à travers une éclisse, en regardant dans le sens des flèches II de la Figure 4; La FIGURE 3 est une vue de la face extérieure de l'éclisse en regardant dans le sens de la flèche III de la Figure 5; La FIGURE 4 est une coupe faite suivant la ligne IV-IV de la Figure 2; La FIGURE 5 est une coupe-faite suivant la ligne V-V de la Figure 2; La FIGURE 6 est une coupe faite suivant la ligne VI-VI de la Figure 5; La FIGURE 7 montre schématiquement en coupe et à plus grande échelle une nervure qui porte contre la surface profilée du rail, dans un état de non-compression, comme le montre la Figure 6, et La FIGURE 8 est une vue analogue à la Figure 7 mais dans la- quelle l'éclisse est sous charge. Si l'on se réfère tout d'abord à la Figure 1, on voit en coupe transversale verticale un rail 1 qui comprend un champignon 7 et un patin 8. Entre le champignon 7 et le patin 8, le rail 1 présente des surfaces profilées 2 contre lesquelles s'appliquent les surfaces cor- respondantes d'éclisses 3 disposées de part et d'autre du rail. Les éclisses 3 sont appliquées dynamiquement contre le rail grâce à des boulons filetés 4 qui traversent des trous passants 16 pratiqués dans l'ame du rail 1 et dans les éclisses, et cela à l'aide de rondelles et d'écrous 6. Une caractéristique essentielle de l'invention réside dans le fait que les surfaces en regard des éclisses 3, qui portent contre les surfaces profilées 2 du rail 1, présentent des nervures sensiblement verticales 9 disposées à des intervalles réguliers (voir la Figure 2). Il est également important de noyer dans le corps 10 en matière plastique de chaque éclisse 3 une pièce en acier 11 qui présente la forme visible sur les Figures 1, 4 et 5. A ce propos, il convient de souligner que cette pièce en acier 11 doit également être enrobée ou enveloppée, dans la zone du trou passant 16 (voir Figure 1), par la matière plastique du corps en.matière plastique 10, afin de garantir l'effet isolant de l'éclisse. La composition de la matière plastique citée plus haut (lactame polylaurique) s'est révélée 9tre particulièrement avantageuse pour l'enrobage de la pièce en acier 11, car elle possède des propriétés exceptionnelles de démoulage. Sur la face extérieure (cf. Figures 1, 3 et 4) chaque éclisse 3 présente un chambrage ou embrèvement 17 de plus grand diamètre que le trou 16, pour y loger la rondelle 5 représentée Figure 1. D'après les Figures 6, 7 et 8, on peut constater que les faces des nervures 9 qui portent contre les surfaces profilées 2 du rail 1 sont réalisées sous forme de surfaces inclinées ou en coin 18. Il est important, à ce propos, que ces surfaces inclinées 18 des nervures 9 des éclisses soient disposées avec une symétrie spéculaire par rapport au joint formé entre les rails adjacents, joint qui est matérialisé par la ligne 19 sur la Figure 6, ces surfaces inclinées 18 étant par consé- quent orientées à l'opposé les unes des autres, comme le montre préci- sément cette Figure 1. L'explication de cette disposition ressort clai- rement de l'examen des Figures 7 et 8. En effet, la Figure 7 montre la position des surfaces inclinées 18 contre les surfaces profilées 2 du rail 1 lorsqu'aucune charge n'est appliquée aux éclisses, c'est-à-dire avant serrage du dispositif de fixation mécanique, ou tout au moins lorsque ce dispositif est serré modérément. Dans ces conditions, les faces en coin 18 sont en contact linéaire, sur une superficie relativement réduite, avec les surfaces profilées 2 du rail 1. Si l'on effectue le serrage du dispositif de fixation mécanique, on diminue la distance entre les surfaces profilées 2 et les éclisses correspondantes, de manière à comprimer que les faces des nervures 9 qui portent contre les surfaces profilées 2. Il en résul- te la formation d'une sorte de bourrelet 14 qui se situe sur 1' uavantu de la nervure 9'(Figure 8), de telle sorte qu'en cas d'application d'une force agissant dans le sens de la flèche 12 (dans la direction du plan principal de traction sur le rail 2), le bourrelet 14 soit entraîné dans le sens de la flèche 15 dans l'intervalle qui existe entre la face en coin ou inclinée de la nervure 9' et les surfaces profilées 2 du rail 1. L'éclisse 3 est sollicitée vers le rail 1 dans le sens de la flèche 13. En raison de la disposition symétrique spéculaire des surfaces inclinées 18 des nervures par rapport à la ligne 19 (joint formé entre les rails adjacents), on obtient que le bourrelet 14 qui, par suite du serrage du dispositif de fixation mécanique dans le sens de la flèche 13, se forme sur lesdites surfaces inclinées 18, soit entraîné dans le sens de la flèche 12 sous l'influence d'une sollicitation dirigée suivant le plan principal de traction. De cette façon, les nervures 9, 9' agissent en quelque sorte comme des "barbelures" qui se déforment à mesure que croit la charge appliquée dans le sens de la flèche 12, de telle sorte que la matière re- foulée (bourrelet 14) ait tendance à pénétrer dans l'intervalle formé entre les surfaces profilées 2 du rail 1 et les faces en coin ou in- clinées 18 des nervures 9. Malgré que la hauteur de ces nervures 9 soit relativement ré- duite, cette disposition autorise une force d'assemblage extraordinai- rement élevée, qui ne peut être éliminée que par la destruction de la totalité de l'éclisse. Cependant, l'éclisse est renforcé par une pièce en acier 11 (cf. Figures 1, 4 à 6) noyée dans le corps 10 en matière plastique de l'éclisse 3. Cette pièce en acier 11 noyée dans l'éclisse 3 sert à absorber des contraintes de traction qui s'exercent sur l'éclisse. Cette pièce en acier 11 sera-utilisée avec par exemple six trous passants 16 entourés de matière plastique. Du fait de la présence d'une matière métallique résistant à l'abrasion, sous forme de pointes ou éclats, dans le corps 10 en matière plastique, et en particulier dans les nervures 9, la matière de ces éclats de grains métalliques étant sensiblement plus dure que celle du métal du rail 1, on obtient un blocage complémentaire des éclisses contre les surfaces profilées 2 du rail 1. Ainsi qu'il a été indiqué plus haut dans cette description, l'arête des nervures 9 agit comme un couteau tranchant dont la matière (éclats métalliques de molybdène) entame le métal des rails. La matière plastique mentionnée plus haut convient tout par- ticulièrement pour la fabrication des éclisses suivant l'invention, en raison de ses propriétés de résilience, de ses qualités exceptionnnel- les de démoulage dans des moules métalliques, de sa résistance élevée aux basses températures, de sa résistance à la chaleur, et aussi de sa durée utile en service. De même, il est particulièrement facile, sim- ple et favorable de noyer, voire mettre en suspension, des particules métalliques en forme de pointes dans une telle matière plastique. REVENDICATIONS 1. Eclissage électriquement isolant pour rails, comprenant deux éclisses (3) de forme allongée, électriquement isolantes et réalisées en matière plastique, qui s'appliquent contre des surfaces profilées opposées (2) de deux rails (1) adjacents disposés bout-à-bout, et qui s'étendent de part et d'autre du joint (19) formé entre ces deux rails (1), ainsi que des dispositifs réglables et mécaniques de fixation (4, 5, 6) qui traversent des trous passants (16) prévus à cet effet dans les éclisses et dans l'âme des rails, cet éclissage étant carac- térisé en ce que les éclisses (3) présentent, du moins sur leur surface qui porte contre les surfaces profilées (2) des rails (-1), des nervures (9) orientées sensiblement dans le sens vertical et régulièrement es- pacées entre elles. 2. Eclissage selon la Revendication 1, caractérisé en ce que les surfaces des nervurés (9) qui portent contre les surfaces profilées (2) des rails (1) sont réalisées sous forme de surfaces en coin (18) inclinées par rapport à une force (flèche 12) agissant dans le sens lon- gitudinal de l'éclisse (3). 3. Eclissage selon la Revendication 2, caractérisé en ce que les surfaces en coin (18) des nervures (9) sont inclinées avec une sy- métrie spéculaire par rapport au joint (19) formé entre les deux rails, et opposées entre elles. 4. Eclissage selon la Revendication 1, caractérisé en ce que les éclisses (3) et en particulier les nervures (9) sont réalisées en matière plastique à forte résilience, ayant d'excellentes propriétés de démoulage, une grande résistance aux basses températures, une bonne résistance à la chaleur et une longue durée utile en service. 5. Eclissage selon la Revendication 4, caractérisé en ce que la matière plastique utilisée est de préférence du lactame polylaurique. 6. Eclissage selon l'une ou l'autre des Revendications 4 et 5, caractérisé en ce que la matière plastique des éclisses (3) contient en suspension des pointes ou éclats résistant à l'usure, ou du molybdène, dont la dureté est supérieure à celle des rails (1). 7. Eclissage selon l'une quelconque des Revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'une pièce d'acier (11) est noyée dans le corps (12) en matière plastique des éclisses (3) pour absorber les contraintes en traction et en compression. 8. Eclissage selon la Revendication 7, caractérisé en ce que les trous passants (16) prévus dans la pièce d'acier (11) sont enrobés avec la matière plastique du corps en matière plastique (10) des éclisses (3). 9. Eclissage selon l'une quelconque des Revendications 1 à 8, caractérisé en ce qu'il se forme sur les surfaces en coin (18) qui portent contre les surfaces profilées (2) des rails (1), lors du serrage des dispositifs mécaniques de fixation (4, 5, 6), un bourrelet (14) qui pénètre dans l'intervalle situé entre ladite surface en coin (18) et la surface profilée en regard (2) du rail, par suite de l'application d'une force de translation dirigée dans le sens longitudinal (12) à l'éclisse (3).