Brevet FR2587381A1 — publié le 19870320

DISPOSITIF DE LIAISON DES TRONCONS D'UN RAIL DE ROULEMENT D'UNE VOIE MONORAIL SUSPENDUE La présente invention se rapporte à un dispositif de liaison des tronçons d'un rail de roulement, de section con- figurée sensiblement en I, d'une piste ou voie monorail suspendue, en particulier dans des exploitations minières souterraines ou dans la construction de tunnels, ce dis- positif présentant, au voisinage des joints d'aboutement, une articulation respective à axe de pivotement horizontal située sur l'arête inférieure du rail de roulement et, au- dessus des ailes supérieures, un accouplement qui raccorde les uns aux autres les tronçons de rail successifs, avec faculté de basculement limité. Une liaison par joints d'aboutement de ce genre fait partie de l'art antérieur matérialisé, par exemple, par le brevet DE-C-2 145 300. Ce dispositif comporte, aux faces su- périeures et inférieures des extrémités des tronçons de rail, des pièces d'articulation soudées servant d'une part à l'ac- couplement articulé desdits tronçons et, d'autre part, à la suspension du rail de roulement à la roche ou à la struc- ture de soutènement. Bien qu'un tel dispositif de liaison ait fondamentalement fait ses preuves dans la pratique, il présente néanmoins l'inconvénient de nécessiter une complexité relativement grande pour la réalisation spécifique des piè- ces d'articulation assez compliquées, et pour la fixation de ces pièces aux ailes supérieures et inférieures des tronçons de rail. Tout d'abord, il s'agit fondamentalement de pièces fabriquées en série, qui doivent être produites indépendamment les unes des autres et doivent être maintenues en attente de soudage. La solidarisation par soudage des pièces d'articu- lation doit être commodément exécutée à l'aide de gabarits de soudage correspondants, pour garantir que lesdites pièces d'articulation soient également rapportées par soudage à l'emplacement assurant un accouplement impeccable. A cela s'ajoute que les interventions doivent être effectuées par une main-d'oeuvre qualifiée, avec un soin correspondant. L'invention a pour objet un dispositif de liaison du type décrit dans le préambule du présent mémoire, perfection- né de façon à réduire notablement aussi bien la complexité de fabrication que la complexité d'installation des éléments d'accouplement. Conformément à l'invention, cet objet est atteint par le fait que l'accouplement comporte un étrier de suspension s'étendant sur le joint cunéiforme d'aboutement entre deux tronçons de rail successifs munis, à chaque fois, de pannes de toit ininterrompues au-dessus des ailes supérieures, ledit étrier, pourvu de deux zones d'articulation situées à ses extrémités et destinées à des moyens de suspension, étant soudé à la panne de toit de l'un des tronçons de rail et étant articulé, avec faculté de pivotement limité, sur la panne de toit de l'autre tronçon de rail. La caractéristique essentielle de l'idée inventive ré- side tout d'abord dans le fait que, indépendamment de la réalisation de l'articulation située à l'extrémité inférieu- re du joint d'aboutement, seules demeurent nécessaires des passes de soudage de faible envergure pour assujettir les éléments d'accouplement reliant les tronçons de rail. L'étrier de suspension qui enjambe le joint d'aboutement est seule- ment soudé à la panne de toit de l'un des tronçons de rail, et relié avec basculement limité à la panne de toit de l'au- tre tronçon. Deux zones d'articulation, décalées l'une de l'autre dans le sens longitudinal, sont prévues pour coopé- rer avec des moyens de suspension. Ces zones d'articulation, situées aux extrémités de l'étrier de suspension avec déca- lage approximativement uniforme par rapport à la zone de fi- xation à la panne de toit, garantissent alors une distribu- tion uniforme, sur plusieurs points de suspension, des con- traintes imposées aux rails de roulement par les transports qui s'effectuent. Il est également envisageable de prévoir, en plus des zones d'articulation aux extrémités, au moins une autre zone d'articulation, par exemple centrale, sur l'éten- due longitudinale de l'étrier de suspension. Un autre avantage consiste en ce que, dans tous les cas, une seule et unique pièce (c'est-à-dire l'étrier de sus- pension) est fixée à un tronçon de rail. Par conséquent, à l'inverse des pièces d'articulation connues, il n'est pas nécessaire de veiller spécialement à ce que les pièces d'ar- ticulation respectivement adéquates soient soudées aux ex- trémités des tronçons de rail. Une confusion est ainsi exclue. Le mode d'articulation conforme à l'invention garantit dans une certaine mesure une liaison suspendue des tronçons de rail devant être accouplés, si bien que l'articulation de jonction est largement soulagée du poids des tronçons de rail et des charges transportées, de sorte qu'elle peut être d'une conception relativement simple. Selon une forme de réalisation particulièrement avan- tageuse de l'invention, l'étrier de suspension peut être conformé en U, et coiffer les pannes de toit de part et d'autre du joint d'aboutement. Dans ce cas, en coopérant avec les pannes de toit des tronçons de rail, les branches de l'étrier de suspension assurent le centrage, avec aligne- ment longitudinal précis, des tronçons de rail au voisinage du joint d'aboutement. La membrure horizontale reliant les- dites branches peut alors s'étendre sur toute la longueur de l'étrier de suspension, ou bien seulement sur une partie de cette longueur. En outre, elle peut être de réalisation rectiligne ou curviligne. Une solution préférentielle, assurant l'articulation à pivotement limité de l'étrier de suspension sur un tronçon de rail, consiste en ce que des trous oblongs se correspon- dant mutuellement et s'étendant sur un-arc de cercle,autour de l'axe de pivotement de l'articulation de jonction, peuvent être façonnés dans les branches de l'étrier de suspension et être traversés, avec mouvement relatif, par un tourillon d'articulation franchissant de part en-part la panne de toit d'un tronçon de rail. Une telle conception requiert seule- ment une faible complexité de fabrication et de montage et, conjuguée au joint cunéiforme d'aboutement, elle assure une faculté de pivotement vertical des tronçons de rail les uns par rapport aux autres, d'un angle de plusieurs degrés dans les deux directions. L'axe du tourillon d'articulation peut s'étendre dans le plan passant par l'axe du tenon vertical. Toutefois, l'on peut aussi envisager des formes de réalisa- tion dans lesquelles le tourillon d'articulation est sensi- blement distant, vers la gauche ou vers la droite, de l'axe du tenon vertical. D'après une autre forme de réalisation du dispositif selon l'invention, il peut être prévu, à la face supérieure de la membrure horizontale de l'étrier de suspension, un tenon vertical traversant pour l'essentiel centralement, avec faculté de pivotement libre, un organe de support pré- sentant,à ses extrémités, des zones d'articulation pour les moyens de suspension. L'avantage obtenu consiste en ce que l'organe de support peut, avec une large autonomie, s'adapter à la position locale du Joint d'aboutement par rapport aux points voisins d'articulation à la roche ou, respectivement, à la structure de soutènement. Le tenon vertical peut alors être relié d'un seul tenant à l'étrier de suspension. Judi- cieusement, il s'étend exactement au-dessus de la fixation de cet étrier à la panne de toit du tronçon de rail. La distance séparant les zones d'articulation du plan transver- sal vertical passant par l'axe du tenon vertical peut être dimensionnée identique ou différente. Conformément à l'invention, le tenon vertical peut être engagé, par l'intermédiaire d'une douille en forme de sec- teur sphérique, dans une cuvette de portée façonnée à la face supérieure de l'organe de support et adaptée à ladite douille. Cela permet d'améliorer davantage encore la possi- bilité d'ajustement, avec mobilité dans l'espace, des tronçons de rail vis-à-vis de l'organe de support suspendu, par exem- ple, à des brins de chaînes à maillons, ronds. La douille est commodément aplatie à sa face supérieure, et est reliée amoviblement au tenon vertical par l'intermédiaire d'une clavette transversale. Conformément à l'invention, l'organe de support peut être réalisé configuré sensiblement en U et être doté d'un canal longitudinal ouvert vers le haut, un élément-tampon, entou- rant le tenon vertical, étant intercalé entre la douille de ce tenon vertical et un collet ménagé à une extrémité. Ces caractéristiques permettent de diminuer les contraintes brusques qui sont imposées aux tronçons de rail au voisinage des joints d'aboutement, lors de la circulation sus-jacente des véhicules de transport, et qui sont naturellement de plus en plus grandes du fait que les vitesses de transport augmentent en permanence. Cette forme de réalisation permet également d'obtenir une réduction des contraintes agissant sur le soutènement ou sur la roche. La douille est alors disposée à mouvement libre sur le tenon vertical. Il est de surcrolt possible d'envisager l'incorporation, dans les moyens de suspension, de pièces intercalaires qui présentent des propriétés d'amortissement de chocs et qui sont prévues en plus de l'élément-tampon susdécrit, ou rem- placent un tel élément. De la sorte également, les contrain- tes brusques se manifestant dans la région des joints d'abou- tement peuvent être considérablement réduites, ainsi que leurs conséquences néfastes pour le soutènement et la roche. Selon d'autres caractéristiques de l'invention, le tenon vertical peut coiffer l'étrier de suspension à la ma- nière d'une fourche et être relié à pivotement, par l'inter- médiaire du tourillon d'articulation, tant à l'étrier de suspension qu'à la panne de toit du tronçon de rail. Ces caractéristiques garantissent sans aucun problème des angles d'inclinaison encore plus grands entre les tronçons de rail et l'organe de support. L'invention va à présent être décrite plus en détail à titre d'exemples nullement limitatifs, en regard des des- sins annexés sur lesquels: la figure 1 est une élévation latérale partiellement en coupe, montrant deux variantes d'un dispositif de liaison des joints d'aboutement de deux tronçons de rail d'une voie monorail suspendue; la figure 2 est une illustration observée dans le sens de la flèche II sur la figure 1; la figure 3 est une élévation latérale avec coupe par- tielle d'une autre forme de réalisation d'un dispositif de liaison; et la figure 4 est une coupe transversale verticale et frag- mentaire, selon la ligne IV-IV de la figure 3. Sur les figures 1 à 4, la référence numérique 1 désigne un rail de roulement d'une piste ou voie monorail suspendue d'exploitation minière souterraine. Le rail 1 se compose d'une série de tronçons 2 et 3 accouplés les uns aux autres avec articulation limitée. Chaque tronçon 2, 3 du rail possède une section sensi- blement en I et comporte, au-dessus d'ailes supérieures 4, une panne de toit 5, 6 ininterrompue sur toute la longueur d'un tronçon 2, 3. L'épaisseur de la panne 5, 6 est dimen- sionnée sensiblement égale au triple de l'épaisseur d'une âme de soutien 7 entre les ailes supérieures 4 et des ailes inférieures 8. Sa hauteur correspond sensiblement à la moi- tié de la distance comprise entre les faces supérieures des ailes supérieures 4, et les faces inférieures des ailes in- férieures 8. Comme l'illustre la figure 1, une face extrême 9 du tron- çon de rail 2 est sectionnée à angle droit par rapport à son étendue longitudinale. Une face extrême 10 du tronçon voisin 3 est en revanche réalisée avec inclinaison d'un angle î, mesurant environ 7 . Les faces extrêmes 9 et 10 se rencontrent sur l'arête inférieure du rail de roulement 1. Là, se trouve également une articulation d'accouplement 11 à axe horizontal de pivotement orienté transversalement, dont la réalisation n'est pas illustrée en détail. Le joint d'aboutement entre les tronçons de rail 2 et 3 est repéré par 12. Dans la forme de réalisation selon la figure 3, les deux faces extrêmes 9' et 10' des tronçons de rail 2 et 3, qui délimitent un joint d'aboutement 12', sont réalisks inclinées par rapport à l'étendue longitudinale desdits tronçons 2, 3, et elles s'étendent à chaque fois dans la même direction à partir de l'articulation 11. Là encore, l'angle d'ouverture O du joint cunéiforme d'aboutement 12' est d'environ 7 . Dans la forme de réalisation des figures 1 et 2, l'ac- couplement,à la hauteur des pannes de toit 5 et 6,présente un étrier de suspension 13 s'étendant au-dessus du joint cunéiforme d'aboutement 12. Cet étrier 13 est conformé en U, ses branches 14 emprisonnant latéralement par-dessus les pannes. de toit 5 et 6. L'étrier de suspension 13 est assujetti par soudage à la panne de toit 6 du tronçon de rail 3. A cette fin, les branches 14 sont configurées en des languettes. L'on obtient de la sorte des cordons de soudure suffisamment longs, moyennant une faible mise en oeuvre de matière. Dans la région de l'autre tronçon de rail 2, les branches 14 de l'étrier 13 sont percées de trous oblongs 15 qui se corres- pondent mutuellement et s'étendent sur un arc de cercle, au- tour de l'axe de pivotement de l'articulation 11 de jonction ou d'accouplement. Les trous oblongs 15 sont traversés, avec mouvement relatif, par un tourillon d'articulation 16 verrouillé à demeure dans la panne de toit 5 du tronçon 2 (figure 1). Un tenon vertical 18 est fixé à la face supérieure d'une membrure horizontale 17 de l'étrier de suspension 13. Dans cette forme de réalisation, le tenon vertical 18 possè- de à une extrémité, à gauche de son axe de pivotement 19, un collet 20 élargi radialement; il traverse en outre le corps 21 d'un organe de support 23 réalisé de configuration sensiblement en U, doté d'un canal longitudinal 22 ouvert vers le haut. Le corps 21 de l'organe 23 s'étend entre des zones extrêmes d'articulation, formées par des perçages transversaux 24. Un élément-tampon 26 entourant le tenon vertical 18 est intercalé entre le collet radial 20 et une douille 25 réali- sée en forme de secteur sphérique à sa face inférieure, cet élément 26 consistant en un matériau doué de souplesse élas- tique, comme par exemple du caoutchouc. Le collet radial 20 peut être relié amoviblement au tenon vertical 18. La douille 8. est montée mobile sur ce tenon 18. Dans la forme de réalisation de la figure 1, à droite de l'axe de pivotement 19, il est seulement prévu une douil- le 25' qui est reliée amoviblement au tenon vertical 18 par l'intermédiaire d'une clavette transversale 27 et qui, tout comme la douille 25, est introduite dans une cuvette de portée 28, 28' façonnée à la face supérieure du corps horizontal 21 et adaptée à la face inférieure de la douille , 25', en forme de secteur sphérique. Par rapport à la forme de réalisation des figures 1 et 2, la forme de réalisation selon les figures 3 et 4 se distingue seulement, quant à son principe, par le fait qu'un tenon vertical 18' peut pivoter vis-à-vis d'un étrier de sus- pension 13'. A cette fin, le tenon 18' coiffe l'étrier 13' par une fourche 29. La liaison pivotante avec l'étrier 13' ou, respectivement, avec le tronçon de rail 2, est assu- rée par l'intermédiaire d'un tourillon d'articulation 16' qui établit également la liaison articulée entre l'étrier 13' et ledit tronçon 2. Il va de soi que de nombreuses modifications peuvent être apportées au dispositif décrit et représenté, sans sor- tir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1. Dispositif de liaison des tronçons d'un rail de rou- lement, de section configurée sensiblement en I, d'une piste ou voie monorail suspendue, en particulier dans des exploi- tations minières souterraines ou dans la construction de tun- nels, ce dispositif présentant, au voisinage des joints d'aboutement, une articulation respective à axe de pivote- ment horizontal située sur l'arête inférieure du rail de rou- lement et, au-dessus des ailes supérieures, un accouplement qui raccorde les uns aux autres les tronçons de rail succes- sifs, avec faculté de basculement limité, dispositif carac- térisé par le fait que l'accouplement comporte un étrier de suspension (13; 13') s'étendant sur le joint cunéiforme d'aboutement (12; 12') entre deux tronçons de rail succes- sifs (2, 3) munis, à chaque fois, de pannes de toit inin- terrompues (5, 6) au-dessus des ailes supérieures (4), ledit étrier, pourvu de deux zones d'articulation (24) situées à ses extrémités et destinées à des moyens de suspension, étant soudé à la panne de toit (6) de l'un (3) des tronçons de rail et étant articulé, avec faculté de pivotement limité, sur la panne de toit (5) de l'autre tronçon de rail (2). 2. Dispositif de liaison selon la revendication 1, caractérisé par le fait que l'étrier de suspension (13; 13') est réalisé de conformation en U, et coiffe les pannes de toit (5, 6) de part et d'autre du joint d'aboutement (12; 12'). 3. Dispositif de liaison selon la revendication 1 ou 2, caractérisé par le fait que des trous oblongs (15) se cor- respondant mutuellement et s'étendant sur un arc de cercle, autour de l'axe de pivotement de l'articulation de jonction ou d'accouplement (11), sont façonnés dans les branches (14) de l'étrier de suspension (13; 13') et sont traversés, avec mouvement relatif, par un tourillon d'articulation (16; 16') franchissant de part en part la panne de toit (5) d'un tronçon de rail (2). 4. Dispositif de liaison selon l'une quelconque des re- vendications 1 à 3, caractérisé par le fait qu'il est prévu, à la face supérieure de la membrure horizontale (17) de l'étrier de suspension (13; 13'), un tenon vertical (18; 18') traversant pour l'essentiel centralement, avec faculté de pivotement libre, un organe de support (23) présentant, à ses extrémités, des zones d'articulation (24) pour les moyens de suspension. 5. Dispositif de liaison selon la revendication 4, ca- ractérisé par le fait que le tenon vertical (18; 18') est engagé, par l'intermédiaire d'une douille (25; 25') en forme de secteur sphérique, dans une cuvette de portée (28; 28') façonnée à la face supérieure de l'organe de support (23) et adaptée à ladite douille (25; 25'). 6. Dispositif de liaison selon la revendication 4 ou , caractérisé par le fait que l'organe de support (23) est réalisé configuré sensiblement en U et est doté d'un canal longitudinal (22) ouvert vers le haut, tandis qu'un élément- tampon (26), entourant le tenon vertical (18), est intercalé entre la douille (25) de ce tenon vertical (18) et un collet extrême (20). 7. Dispositif de liaison selon l'une quelconque des re- vendications 3 à 6, caractérisé par le fait que le tenon vertical (18') coiffe l'étrier de suspension (13') à la manière d'une fourche et est relié à pivotement, par l'inter- médiaire du tourillon d'articulation (16'), tant audit étrier de suspension (13') qu'à la panne de toit (5) du tronçon de rail (2).