Brevet FR2610649A1 — publié le 19880812

AIGUILLAGE POUR VOIES DE CHEMIN DE FER. La présente invention se rapporte à un aiguillage pour voies de chemin de fer, et de façon plus particulière, à un aiguillage qui présente une surface de glissement améliorée sur lequel glisse un rail d'aiguillage. Les aiguillages sont les parties les plus importantes des voies de chemin de fer, du point de vue de la sécurité de la voie et leur entretien est un poste clé de la maintenance de la voie. De façon générale, la construction d'un aiguillage comporte une lame d'aiguille qui glisse sur une plaque d'assise fabriquée en acier. Pour assurer un glissement sans à-coups de la lame d'aiguille, il est nécessaire de maintenir la plaque d'assise bien graissée. Il est donc nécessaire d'appliquer périodiquement de l'huile de graissage sur la surface de glissement de la plaque d'assise. Pour supprimer cette application périodique d'huile de graissage, on a proposé dans les descrip- tions de modèles d'utilité japonais (Kokai) Nos. 140507/77 et 125501/84 de noyer un lubrifiant solide dans la surface de glissement de la plaque d'assise. Toutefois, le lubrifiant solide présente une résistance non satisfaisante aux intempéries et à l'usure. En outre, du fait que le lubrifiant solide est noyé dans une couche d'alliage de cuivre formée sur la plaque d'assise fabriquée en acier, la fabri- cation de la structure est laborieuse et coûteuse. Par conséquent, le but de l'invention est de proposer un aiguillage qui élimine la nécessité d'une application périodique de lubrifiant, dont la surface de glissement pour la lame d'aiguille présente une excellente résistance aux intempéries et à l'usure, et qui soit facile à fabriquer. Les inventeurs on trouvé que l'on peut atteindre le but, mentionné cidessus, de l'invention en formant sur la plaque d'assise une couche céramique déposée par projection servant de surface de glissement pour la lame des grilles. Par conséquent, l'invention fournit un aiguillage comportant une plaque d'assise, une contre-aiguille fixée sur la plaque d'assise, une couche céramique, déposée par projection, formée sur la plaque d'assise, et une lame d'aiguille montée, avec possibilité de glissement, sur la couche céramique, la lame d'aiguille glissant sur la couche céramique. Selon l'invention, la couche céramique déposée par projection assure le glissement, sans à-coups, de la lame d'aiguille, de sorte qu'une application périodique de lubrifiant sur la plaque d'assise n'est pas nécessaire. La couche céramique présente une excellente résistance aux intempéries et à l'usure. Du fait que l'on peut former la couche céramique par un procédé de dépôt par projection, la couche céramique peut se former facilement. La figure 1 représente une structure d'aiguillage dans laquelle on utilise les aiguilles de l'invention; les figures 2 à 4 représentent une première réalisation de l'aiguillage de l'invention, la figure 2 état une vue en coupe prise selon la ligne II-II de la figure 1, la figure 3 étant une vue en plan de l'aiguillage représenté sur la figure 2 et dont on a enlevé la contre-aiguille, la lame d'aiguille, le crapaud et autres dans un but de clarté et la figure 4 est une vue en coupe prise selon la ligne IV-IV de la figure 3; Les figures 5 à 7 représentent une seconde réali- sation de l'aiguillage de l'invention, la figure 5 étant une vue en coupe correspondant à la figure 2, la figure 6 étant une vue en plan de l'aiguillage représen- té sur la figure 5 et dont on a enlevé la contre- aiguille, la lame d'aiguille, le crapaud et autres dans un but de clarté, et la figure 7 étant une vue en coupe prise selon la ligne VII-VII de la figure 6; les figures 8 et 9 représentent une troisième réalisation de l'aiguillage de l'invention, la figure 8 étant une vue en plan de l'aiguillage dont on a enlevé la contre.aiguille, la lame d'aiguille, le crapaud et autres dans un but de clarté, et la figure 9 étant une vue en coupe prise selon la ligne IX-IX de la figure 8; les figures 10 à 12 représentent une quatrième réalisation de l'aiguillage de l'invention, la figure I0 étant une vue en plan de l'aiguillage dont on a enlevé la contre- aiguille, la lame d'aiguille, le crapaud et autres dans un but de clarté, la figure 11 étant une vue en coupe longitudinale prise selon la ligne XI-XI de la figure 10, et la figure 12 étant une vue en coupe prise selon la ligne XII-XII de la figure 10; les figures 13 à 15 représentent une cinquième réalisation de l'aiguillage de l'invention, la figure 13 étant une vue en plan de l'aiguillage dont on a enlevé la contreaiguille, la lame d'aiguille, le crapaud et autres dans un but de clarté, la figure 14 étant une vue en coupe longitudinale prise selon la ligne XIV-XIV de la figure 13, et la figure 15 étant une vue en coupe prise selon la ligne XV-XV de la figure 13; et les figures 16 et 17 représentent une sixième réalisation de l'aiguillage de l'invention, la figure 16 étant une vue en plan de l'aiguillage dont on a enlevé la contre- aiguille, la lame d'aiguille, le crapaud et autres dans un but de clarté, et la figure 17 étant une vue en coupe longitudinale prise selon la ligne XVII-XVII de la figure 16. L'aiguille de l'invention, comme un aiguillage conventionnel, présente une plaque d'assise et une contre-aiguille qui y est fixée. Bien que de façon non exclusive, la plaque d'assise est habituellement fabriquée en acier. La contre-aiguille est habituelle- ment fixée à la plaque d'assise au moyen d'un crapaud conventionnel. Une couche céramique déposée par projection, servant de surface de glissement, est formée sur la plaque d'assise et une aiguille est montée, avec possibilité de coulissement, sur la couche céramique, aiguille qui glisse sur la couche céramique. La propriété la plus caractéristique de l'aiguil- lage de l'invention est qu'il présente la couche céramique, déposée par projection, qui est formée sur la plaque d'assise et qui sert de surface de glissement pour la lame d'aiguille. La couche céramique doit présenter une excellente résistance aux intem- péries et à l'usure. Dans une réalisation préférée, la couche céramique déposée par projection est essen- tiellement constituée de céramique à base de A1203. Dans la réalisation la plus préférée, la couche céramique est essentiellement constituée de 80 - 100% en poids de A1203 et 20 - 0% en poids de Ni et Al, le rapport en poids de Ni à Al étant de 80:20 à 95:5, ou bien la couche céramique est essentiellement constituée de 80 - 95% en poids de A1203 et de 20 - 5% en poids de Ni, Cr et Al, le rapport en poids de Ni:Cr:Al étant, par exemple, de 75:20:5. En incor- porant ces métaux dans la couche céramique, on peut améliorer la possibilité d'adhérence avec la plaque d'assise ou avec une couche de revêtement de liaison (décrite en détail ci-dessous). On peut réduire en 26 1 0649 outre la dureté ou fragilité et accroître la ténacité de la couche céramique. La couche céramique peut de préférence être poreuse et la céramique poreuse peut être imprégnée d'huile de graissage. En imprégnant la couche céramique poreuse d'huile de graissage, on améliore en outre le poli de la couche céramique. De préférence l'épaisseur de la couche céramique peut être de 0 2 mm à 0, 4 mm. On forme la couche céramique par un procédé de dépôt par projection bien connu de l'homme de l'art. Bien qu'il soit possible de former directement sur la plaque d'assise en acier la couche céramique déposée par projection, on préfère former sur la plaque d'assise une couche de revêtement de liaison et former la couche céramique sur cette couche de revêtement de liaison. La couche de revêtement de liaison peut être constituée d'un métal présentant une bonne capacité d'adhérence avec la couche céramique et avec la plaque d'assise en acier. De préférence, la couche de revêtement de liaison peut être fabriquée en un métal à base de Mo et, dans la réalisation la plus préférée, la couche de revêtement de liaison est essentiellement constituée de 80 - 100% en poids de Mo et de 20 - 0% en poids de Ni et Al, le rapport en poids de Ni à Al étant, par exemple de 80:20 à 95:5, ou bien la couche de revêtement de liaison est essentiellement constituée de 80 - 100 % en poids de Mo et de 20 - 0% en poids de Ni, Cr, et A1, le rapport en poids de Ni:Cr:Al étant, par exemple, de :20:5. En incorporant Ni, Al (et Cr), on peut augmenter la capacité d'adhérence avec l'acier et la céramique, on peut accroître la force de liaison parmi les particules métalliques Mo et on peut diminuer la fragilité du métal Mo. L'épaisseur de la couche de revêtement de liaison peut être, par exemple, d'environ 0,10 mm à 0,30 mm. On peut également former la couche de revêtement de liaison par un procédé de dépôt par pulvérisation bien connu. On va maintenant décrire des réalisations pré- férées de l'invention en se référant aux dessins. En se référant aux figures 1 et 2, la figure 1 représente une structure d'aiguillage typique dans laquelle sont employés une pluralité d'aiguillages de l'invention. L'aiguillage de l'invention, comme un aiguillage conventionnel, comporte une plaque d'assise 52 (voir figure 2) fixée à une traverse d'aiguille 50. Typiquement, la plaque d'assise 52 est fixée à la traverse d'aiguille au moyen de cram- pons 54. Une contre-aiguille 56 est fixée à la plaque d'assise 52 par un crapaud 57 fixé lui-même à la plaque d'assise 52 par un tirefond 59. Une couche céramique déposée par projection 58 est formée sur la plaque d'assise 52 et une lame d'aiguille 60 est montée, avec possibilité de coulissement, sur la couche céra- mique 58. Quand on manoeuvre l'aiguillage, la lame d'aiguille 60 glisse sur la couche céramique 58. La figure 3 représente la structure de la plaque d'assise employée dans l'aiguillage représenté sur la figure 2 et la figure 4 représente une vue en coupe prise selon la ligne IV-IV de la figure 3. La structure de la plaque d'assise représentée sur la figure 3 présente, à ses deux extrémités, des trous traversants 62 dans lesquels sont introduits des crampons 54. Un logement 64 de réception de la contre-aiguille est formée sur la plaque d'assise pour recevoir la portion de base de la contre-aiguille 56. Il est en outre prévu une rainure 66 pour recevoir la portion de base du crapaud 57 et un trou traversant 68 dans lequel est introduit le tirefond 59. En se reportant à la figure 4, une niche peu profonde 69, d'une profondeur de, par exemple, environ 0,3 mm à 0,7 mm, est prévue sur la plaque de base 52 et la couche 70 de revêtement de liaison mentionnée cidessus est formée sur la niche 69 et sur les portions de la plaque d'assise 52 qui sont en dehors de la niche. On dépose par projection la couche céramique 58 sur la portion de la couche 70 de revêtement de liaison formée dans la niche 69 de la plaque d'assise 52. Dans cette réalisation, la surface supérieure de la couche céramique 58 vient affleurante avec la surface supérieure de la couche 70 de revêtement de liaison formée sur les portions de la plaque d'assise 52 qui ne sont pas dans la niche, ou bien légèrement débor- dante de cette surface. Les figures 5 à 7 représentent une autre réali- sation préférée. Les mêmes chiffres de référence sont employés pour désigner les mêmes éléments que ceux représentés sur les figures 2 à 4. Dans cette réali- sation, il n'y a pas de niche formée sur la plaque d'assise 52, mais, à la place, la couche céramique 58 présente des bords chanfreinés 58a (voir figure 7). Le chanfrein est formé de façon telle que la surface supérieure de la couche céramique est plus étroite que sa base. On peut former une telle couche céramique à bords chanfreinés en employant un masque 72 présentant un bord à chanfrein inverse 72a et en déposant par projection la couche céramique 58 sur la couche 70 de revêtement de liaison tout en recou- vrant la portion de bordure de la couche 70 de revê- tement de liaison avec le masque 72. Les bords chanfreinés 58a se forment par le fait que la céramique projetée atteint la portion située sous le bord à chanfrein inverse 72a. En prévoyant la couche céramique 58 avec les bords chanfreinés 58a, on peut éviter que la couche céramique 58 ne s'enlève par pelage. Une autre réalisation préférée de l'invention est représentée sur les figures 8 et 9. Dans cette réalisation, la couche 58 déposée par projection a une forme ondulée. En prévoyant la couche céramique 58 à forme ondulée, on diminue encore le frottement entre la couche céramique 58 et la lame d'aiguille du fait que la valeur de la surface de frottement est réduite et l'on peut ainsi réduire la quantité de matériau céramique utilisée pour former la couche céramique 58. Une autre réalisation préférée encore est repré- sentée sur les figures 10 à 12. Dans cette réalisation, comme dans la réalisation décrite en référence aux figures 2 à 4, une niche 69 est formée sur la plaque d'assise 52, mais il existe, entre le logement 64 de réception de la contre-aiguille et la niche 69, une portion 74 qui ne fait pratiquement pas partie de la niche, ainsi que, le long du bord longitudinal de la plaque d'assise, des portions 76 qui ne font substantiellement pas partie de la niche. La couche 70 de revêtement de liaison est formée sur la niche 69 et sur les portions 74 et 76 qui n'en font substan- tiellement pas partie; et la couche céramique 58 est formée sur la couche 70 de revêtement de liaison qui est dans la niche 69, de sorte que la surface supé- rieure de la couche céramique 58 vient affleurer la surface supérieure de la couche 70 de revêtement de liaison formée sur les portions 74 et 76 de la plaque d'assise 52 qui ne font pratiquement pas partie de la niche. La largeur de la portion 74 qui ne fait pas partie de la niche peut être, par exemple, de mm à 40 mm, et celle de la portion 76 qui ne fait pas partie de la niche peut être, par exemple de mm à 20 mm. En employant cette structure, on peut empêcher que la couche céramique 58 ne se détache par pelage. Une autre réalisation encore est représentée sur les figures 13 à 15. Comme pour la réalisation représentée sur les figures 10 - 12, la plaque d'assise 52 présente une portion 74 qui n'est substantiellement pas en niche entre le logement 64 de réception de la contre-aiguille et la couche céramique 58, ainsi que des portions 76, qui ne sont substantiellement pas en niche, le long de son bord longitudinal. Toutefois, dans cette réalisation, la portion 74, qui n'est substantiellement pas en niche, présente un prolongement 74a qui s'étend dans la couche céra- mique 54 et qui est sensiblement parallèle aux portions 76 qui ne sont pas en niche, de sorte que la couche céramique 58 est séparée en deux portions. La largeur du prolongement 74a peut être par exemple de 10 mm à 20 mm. La surface supérieure de la couche céramique 58 vient affleurer la surface supérieure de la couche de revêtement de liaison formée sur les portions 74, 74a et 76 qui ne sont pas en niche. En employant cette structure, on peut éviter encore davantage que la couche céramique ne se détache par pelage et on peut économiser du matériau pour former la couche céramique 58. Une autre réalisation préférée encore de l'inven- tion est représentée sur les figures 16 et 17. Cette réalisation est semblable à la réalisation décrite en se référant aux figures 10 à 12 mais, dans cette réalisation, on forme une rainure 80 dans la plaque de base 52 entre la niche 69 et le logement 64 et on dépose un métal dur 78, comme de l'acier inoxydable, dans la rainure 80 par soudure à recouvrement, de façon que la surface supérieure du métal vienne affleurer la surface supérieure de la couche céramique 58. La profondeur de la rainure 80 peut être, par exemple, de 2 mm à 3 mm. Du fait que c'est le métal dur 78 qui reçoit le choc donné par la lame d'aiguille, on empêche encore davantage la couche céramique 58 de se détacher par pelage. Bien que l'invention soit décrite sur la base de ses réalisations spécifiques, il est apparent à l'homme de l'art que de nombreuses modifications peuvent être apportées sans s'écarter de l'esprit ni de l'objet de l'invention. On comprendra donc que la description ci-dessus ne doit pas être interprétée de façon restrictive. 1i REVENDICATIONS 1. Aiguillage caractérisé en ce qu'il comporte: une plaque d'assise (52); une contre-aiguille (56) fixée sur la plaque d'assise (52); une couche céramique déposée par projection (58) formée sur la plaque d'assise (52); et une lame d'aiguille (60) montée, avec possibi- lité de coulissement, sur la couche céramique (58), la lame d'aiguille coulissant sur la couche céramique. 2. Aiguillage selon la revendication 1, caractérisé en ce que la couche céramique déposée par projection (58) est essentiellement constituée d'une céramique à base de A1203. 3. Aiguillage selon la revendication 2, caractérisé en ce que la céramique à base de A1203 est constituée de O - 20% en poids d'une poudre métal- lique Ni et/ou Al. 4. Aiguillage selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte en outre une couche de revêtement de liaison (70) interposée entre la plaque d'assise (52) et la couche céramique déposée par projection (58), la couche de revêtement de liaison étant faite d'un métal. 5. Aiguillage selon la revendication 4, caractérisé en ce que le métal est un métal à base de Mo. 6. Aiguillage selon la revendication 5, caractérisé en ce que le métal à base de Mo comprend O - 20% en poids de Ni et/ou de Al. 7. Aiguillage selon la revendication 1, caractérisé en ce que la couche céramique déposée par projection (58) est poreuse et en ce qu'elle est imprégnée d'une huile de graissage. 8. Aiguillage selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte en outre un métal dur (78) encastré dans la plaque d'assise (52), près de la contre-aiguille, le métal dur (78) étant déposé, encastré, par soudure par recouvrement. 9. Aiguillage selon la revendication 1, caractérisé en ce que la couche céramique déposée par projection (58) présente un chanfrein (58a) sur ses bords longitudinaux. 10. Aiguillage selon la revendication 1, caractérisé en ce que la couche céramique déposée par projection (58) a une forme ondulée. 11. Aiguillage selon la revendication 4, caractérisé en ce que la plaque d'assise (52) présente une niche (69), des portions (74, 76) qui ne font pratiquement pas partie de la niche existant entre la contre-aiguille et la niche (69) ainsi que le long des bords longitudinaux de la plaque d'assise; en ce que la couche de revêtement de liaison (70) est formée dans la niche (69) et sur les portions (74, 76) qui ne font pas partie de la niche; et en ce que la couche céramique déposée par projection (58) est formée sur la portion de la couche de revê- tement de liaison elle-même formée dans la niche (69), de sorte que la surface supérieure de la couche céramique (58) vient affleurer la surface supérieure de la couche de revêtement de liaison (70) formée sur les portions (74, 76) de la plaque d'assise (52) qui ne font pas partie de la niche.