Brevet FR2574439A1 — publié le 19860613

Semelle antivibratile~pour la suspension d'un rail de chemin de fer et chausson de voie sans ballast comportant une telle semelle. La présente invention a pour objet une semelle antivibratile pour la suspension d'un rail de chemin de fer et un chausson de voie sans ballast comportant une telle semelle. La présente invention est relative aux voies ferrées, notamment aux voies dites sans ballast et, plus particulièrement, aux dispositifs antivibratiles qu'elles comportent. La voie- sans ballast décrite dans le brevet français nO 1 387 179 s'est avérée particulièrement intéressante surtout en tunnel et en site urbain, grâce à son procédé économique et pratique de filtration des vibrations, vis-à-vis de l'environnement. Le support du rail comprend un blochet en béton de masse suffisante disposé entre deux semelles élastiques de flexibilités différentes : l'une relativement rigide est située entre le rail et le blochet, tandis que l'autre beaucoup plus flexible est placée sous le blochet. Cette semelle inférieure est enveloppée avec le blochet par un chausson en caoutchouc qui positionne le blochet en lui permettant des mouvements verticaux, le chausson étant inséré dans une dalle qui recouvre le sol. Cette disposition présente l'avantage de positionner latéralement le rail par rapport à la dalle en évitant pourtant toute liaison rigide. Au passage d'un train, le rail entre en vibration, excite verticalement le système et transmet au sol une vibration atténuée dont la fréquence varie à l'inverse de la somme des flexibilités dynamiques. La semelle inférieure disposée entre le blochet et le sol est en caoutchouc microcellulaire à cellules fermées qui lui confère à la fois une grande flexibilité statique et dynamique par la présence d'une certaine quantité de gaz enfermée dans les cellules et aussi un amortissement suffisant grace au caoutchouc. Au passage des trains, il est important pour la filtration que la flexibilité dynamique soit la plus élevée possible et donc que la proportion de gaz, alors sous pression, dans le caoutchouc soit très grande. Or, s'il est facile de fabriquer des semelles avec une masse de caoutchouc bien déterminée, il est par contre bien plus difficile d'avoir de façon tres homogène toujours la meme quantité de gaz occlus dans une semelle volumineuse car l'opération de mélange très intime s'accompagne d'un échauffement qui tend à déclencher la formation de gaz. D'autre part, les dilatations dues à la cuisson du caoutchouc sont très gênantes pour la maîtrise des dimensions du produit, car elles interviennent de façon importante dans l'élasticité finale ainsi que dans les tensions supportées par le rail et ses attaches Cependant, pour sauvegarder l'environnement des voies urbaines de plus en plus chargées trains lourds et rapides, on voudrait, sans augmenter l'encombrement, réaliser des suspensions de rail plus flexibles.Cela semble impossible sans augmenter la proportion de gaz occlus et en demandant davantage à l'élastomère restant, de telle sorte que cela aggrave les inconvénients mentionnés ci-dessus. Pour remédier à ces inconvénients, on utilise une semelle perfectionnée suivant l'invention. Conformément à -la présente invention, la semelle comporte sur l'une de ses faces d'appui un ensemble d'alvéoles d'égales dimensions et disposées suivant plusieurs rangées alignées lesdites alvéoles présentant une ouverture dans un plan horizontal inférieur de la semelle. La semelle suivant l'invention permet de remédier aux difficultés mentionnées ci-dessus en faisant participer directement l'élastomère à la flexibilité dynamique, en parallèle avec le gaz contenu dans des alvéoles calibrées. Ces deux matières ayant un angle de perte mécanique différent, l'amortissement s'en trouve amélioré. Par ailleurs, la semelle selon l'invention n'enferme que de l'air à la pression atmosphérique ; les fuites éventuelles qui se produiraient au passage d'un train seraient récupérées ensuite entre deux passages, la condition d'étanchéité devenant alors secondaire et laissant le libre choix d'un élastomère moins imperméable tel que le polynorbornène qui présente par contre de meilleures propriétés mécaniques. Du fait que les alvéoles présentent une ouverture dans un plan horizontal inférieur de la semelle, ceci permet au passage d'une charge roulante venant comprimer verticalement ladite semelle, de chasser l'eauquff~s'est éventuellement infiltrée. Cette semelle peut être disposée dans un chausson de voie qui assure la fermeture des alvéoles sous la forme d'une plaque nervurée,en forme de nid d'abeilles par exemple. La semelle enferme une grande quantité d'air et elle permet un travail intense parce que très régulièrement réparti dans tout l'élastomère, d'où il résulte un fort amortissement. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront mieux compris a la lecture de la description qui va suivre de plusieurs modes de réalisation et en se référant aux dessins annexés sur lesquels - la figure 1 est une vue en plan de la face inférieure d'un mode de réalisation d'une semelle suivant l'invention - la figure 2 est une vue en coupe suivant la ligne Il-Il de la figure 1 - la figure 3 est une vue en plan de la face inférieure d'un autre mode de réalisation d'une semelle a alvéoles carrées - la figure 4 est une vue en plan de la face inférieure d'un autre mode de réalisation d'une semelle à alvéoles hexagonales ;; - la figure 5 est une vue en coupe d'un mode d'assemblage de la semelle selon l'invention avec un chausson de voie sans ballast - la figure 6 est une vue en coupe d'une variante de réalisation de la figure 5. Aux figures 1 et 2, on a représenté un mode de réalisation d'une semelle antivibratile en élastomère suivant l'invention qui est constituée d'une plaque mince 9 ou simple voile présentant sur sa face inférieure un ensemble d'alvéoles 1 à 7 qui sont ouvertes sur leur face 10 destinée a venir en contact avec une surface d'appui d'une paroi 27 et dont l'autre face ll reçoit un organe de support de rail (non représenté au dessin) qui s'applique sur toute la surface de la plaque 9. Les alvéoles 1 a 5 qui sont rectangulaires présentent les mêmes dimensions et sont disposées suivant plusieurs rangées alignées. D'une rangée 3 l'autre, les alvéoles sont disposées enquinconce de telle sorte que les parois s'étaient mutuellement, les alvéoles d'extrémité 6, 7 présentant des dimensions différentes. Les parois 8 délimitant entre elles lesdites alvéoles qui sont beaucoup plus épaisses que celles de l'élastomère multicellulaire sont cependant relativement étroites, de telle sorte que la surface totale d'élastomère est en regle générale un peu inférieure a la section de l'ensemble des alvéoles. En service, le blochet qui porte le rail stapplique~ sur toute la surface de la plaque 9 et lui transmet une force F due a la charge qu'il reçoit et qui est ainsi portée par toutes les parois 8 des alvéoles. Les parois 8 se compriment sous cette charge, diminuent de hauteur, de telle sorte qu'il en résulte une réduction du volume des alvéoles et une augmentation de la pression de l'air enfermé dans-celles-ci qui, par l'intermédiaire de la plaque 9, supporte une partie de la charge F. Pour égaliser les contraintes dans toutes les parois 8, il est préférable de-leur donner à toutes la mme épaisseur et de donner aux alvéoles rectan gulaires une longueur qui soit sensiblement le double de la largeur. Ainsi, les longueurs libres de paroisétantégales et,leurs contraintes étant alors égales, on peut, tout en évitant le fluage, en tirer le maximum de flexibilité et d'amortissement. A la figure 3, on a représenté une autre disposition un peu plus simple, mais moins flexible que la précédente dans laquelle la semelle 12 comporte des alvéoles 13 de section carrée, alignées suivant deux directions perpendiculaires. Toutes les alvéoles 13 et toutes les parois 14 délimi tant les alvéoles sont i=dentiques, supportent les mêmes contraintes et peuvent ainsi être sollicitées au maximum dans les conditions qui sont tolérées par le risque de fluage. A la figure 4, on a représenté un autre mode de réalisa tion d'une semelle comportant des alvéoles 15 de section hexagonale avec des parois 16 qui sont courtes, bien maintenues et qui peuvent être minces en portant des contraintes maximales. Cette disposition des alvéoles permet de ce fait un bon travail de l'élastomère. Les six angles de l'alvéole en forme d'hexagone peuvent être plus ou moins rayonnés, y y compris le cas particulier où l'alvéole présente une section circulaire, Toutes ces semelles peuvent être utilisées seules pour assurer la suspension d'un rail, mais il est préférable de fermer leurs alvéoles en les couvrant d'une feuille d'élastomère, ainsi que cela est réalisé dans leur application principale : l'équipement des chaussons de voie sans ballast. A la figure 5, on a représenté un chausson de ballast 17 qui est engagé dans un logement 18 ménagé dat, une plate-forme en béton 19, ledit chausson comportant sur son fond 20 une semelle 21. La semelle 21 est disposée à plat sur le fond du chausson et les orifices des alvéoles 22 sont dirigés vers ledit fond 20 afin d'être obturés par celui-ci. Par ailleurs, la semelle comporte sur son pourtour un joint d'étanchéité 23 qui est engagé dans un logement correspondant 24 formé dans la paroi du chausson par un bourrelet 25 qui coopère avec le joint 23. De cette manière, l'air contenu dans les alvéoles 22 de la semelle reste confiné danscellercset porte une partie de la charge appliquée par le blochet qui repose sur ladite semelle et qui est engagé dans le chausson. A la figure 6, on a représenté un chausson 28 dans lequel la semelle 29 est solidaire de celui-ci et constitue de ce fait le fond dudit chausson. Dans ce cas, l'étanchéité des alvéoles 30 est assurée par la paroi du logement 18 ménagé dans la plate-forme en béton 19 qui est moulée autour du chausson. Les semelles antivibratiles conformes à l'invention s'appliquent à la suspension de tout type de rail sur tout support. Elles sont surtout interessantes pour la pose sans ballast et peuvent être disposées sous le blochet en béton en liaison avec-le chausson dans lequel il est enfermé. Bien entendu, l'invention n'est pas limitative et l'homme de l'art pourra y apporter des modifications sans sortir pour cela du domaine de l'invention. R E V E N D I C A T I O N S 1. Semelle antivibratile moulée en élastomère compact pour la suspension d'rail de chemin de fer, caractérisée en ce qu'elle comporte sur l'une de ses faces d'appui (10) un ensemble d'alvéoles (1 à 5 et 13) d'égales dimensions et disposées suivant plusieurs rangées alignées lesdites alvéoles présentant leur ouverture dans un plan horizontal inférieur de la semelle. 2. Semelle antivibratile suivant la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle est formée-d'une plaque mince 9 comportant sur llune de ses faces un réseau régulier de nervures sécantes 0, 14)délimitant entre elles des alvéoles. 3. Semelle antivibratile suivant la revendication 2, caractérisée en ce que toutes les nervures (8, 14 présentent la même section. 4. Semelle antivibratile suivant l'une quelconque des revencations 1 à 3, caractérisée en ce que les alvéoles (1.à 5, 13, 15) sont identiques et présentent en section la forme d'un polygone régulier. 5. Semelle antivibratile suivant l'une quelconque des revendications l à 4 caractérisée en ce que les alvéoles 15 présentent en section une forme circulaire. 6. Semelle antivibratile suivant l'une quelconque des revendications 1 à 4,-caractérisée en ce que les alvéoles (13) présentent en -section une forme carrée. 7. Semelle antivibratile suivant l'une quelconque des rer vendications 1 à 4, caractérisée en ce que les alvéoles (15) présentent en section une forme hexagonale. 8. Semelle antivibratilé suivant l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisée en ce qu'elle est associée à un chausson 17 de voie sans ballast, ladite semelle (21) étant disposée dans le fond du chausson de voie et les orifices des alvéoles (22) étant obturés par la paroi de fond (20) du chausson pour assurer l'étanchéité des alvéoles. 9. Semelle antivibratile suivant la revendication 7, caractérisée en ce que la semelle (21) est rapportée par un joint d'étanchéité (23) dans le fond du chausson (17) de voie. 10. Semelle antivibratile suivant la revendication 8, caractérisée en ce que la semelle (29) est solidaire du fond du chausson de voie (28) et l'étanchéité des alvéoles est assurée par la paroi du logement (18) dans lequel est disposé le chausson de voie (28). 11. Chausson de voie sans ballast suivant l'une quelconque des revendications 1 à 14 caractérisé en ce que le fond du chausson (17, 28) est constitué par la semelle antivibratile à alvéoles.