Brevet FR2854410A1 — publié le 20041105

L'invention concerne un rail à gorge pour voie ferrée courante ou appareil de voie, comprenant, dans une partie supérieure, un champignon ayant une face supérieure de roulement faiblement convexe par rapport à un plan moyen de roulement selon un premier rayon de courbure, et une face latérale de guidage sensiblement plane, inclinée avec une pente de 1/20 par rapport à un plan orthogonal audit plan moyen de roulement. Un tel rail à gorge est par exemple connu du document FR 01 10 033. Le profil de rail à gorge décrit dans ce document vise, en particulier, à assurer une continuité de roulement optimal entre un réseau ferré en rail à gorge, par exemple en zone urbaine, et un réseau ferré en rail vignole à pose inclinée. Le but principal de l'invention est de fournir un rail à gorge permettant d'être raccordé à des réseaux classiques inter-urbains en rail vignole , avec des conditions de continuité de roulement optimal, et ce quelles que soient les conditions de pose, inclinées ou non, des rails vignole . En particulier, l'invention vise à conférer au profil de rail à gorge des caractéristiques répondant de façon optimale aux exigences de guidage, de roulement, de sollicitation, et de production dans les tolérances requises, pour une utilisation avec des roues de véhicule dont le bandage est optimisé pour la voie spécifique en rail à gorge ou en rail vignole pour tramways ; en cas de pose inclinée pour la voie du réseau ferroviaire conventionnel. Plus précisément encore, l'invention a pour but de fournir un rail à gorge offrant une continuité optimale avec les rails vignole les plus courants dans le réseau ferroviaire inter-urbain français, dont le profil est défini par la norme AFNOR U 50. A cet effet, l'invention a pour objet un rail à gorge du type précité, dans lequel la face supérieure de roulement est raccordée à la face latérale de guidage par deux portions convexes successives, ayant respectivement des deuxième et troisième rayons de courbure sensiblement égaux à 60 mm et 13 mm respectivement. Grâce à cette disposition, on peut obtenir une continuité de roulement et de guidage avec un rail vignole posé horizontalement ou à tout angle avec l'horizontale, notamment selon une pente de 1/40 ou de 1/20. On obtient également un contact rail/roue identique et optimal sur les deux réseaux, celui en rail vignole et celui en rail à gorge. Suivant d'autres caractéristiques de l'invention : - le premier rayon de courbure est sensiblement égal à 200 mm ; - le rail comprend, dans une partie inférieure, un patin présentant une face plane d'appui parallèle au plan moyen de roulement ; - le rail comporte, entre la partie supérieure et la partie inférieure, une partie de transition formée d'une âme présentant un plan médian orthogonal au plan moyen de roulement ; et - la distance entre la bande plane et la face latérale du patin opposée à la bande plane est tolérancée à + 1 mm, de sorte que le rail peut être posé sur des traverses réalisées en série. L'invention vise également l'utilisation d'un rail à gorge tel que décrit précédemment pour la réalisation d'un réseau ferré en zone urbaine ou péri-urbaine, raccordé à des voies à rail de type vignole . Dans le cadre d'une telle utilisation, le rail à gorge de l'invention permet notamment d'alterner l'armement de la voie (rail à gorge ou rail vignole ) tout en maintenant les mêmes surfaces de roulement et de guidage, en prenant en considération la présence de zones en site propre, sans circulation routière ou piétonne. Un mode particulier de réalisation de l'invention va maintenant être décrit plus en détail en référence à la Figure unique du dessin annexé, qui représente le profil d'un rail à gorge selon l'invention. Le profil représenté sur la Figure est celui d'un rail à gorge pour voie ferrée courante ou pour appareils de voie. Ce rail présente une direction principale longitudinale orthogonale au plan de la Figure. Dans le plan de la Figure, on a représenté un système d'axes orthogonaux Y, Z, correspondant respectivement à un axe transversal supposé horizontal, et à un axe vertical orienté de bas en haut. Le profil du rail est représenté dans l'une de ses dispositions possibles d'utilisation, c'est-à-dire posé à plat sur un plan horizontal. Le rail pourrait cependant être incliné d'un angle non nul par rapport à l'horizontale si l'on prévoyait des supports, tels que des selles ou des traverses, avec une inclinaison. De façon conventionnelle, dans la présente demande, l'expression sensiblement égal à exprimera une relation d'égalité à plus ou moins 5%. Le rail comporte une base ou patin 1 dont la face inférieure 2 constitue une face plane d'appui, destinée à reposer sur un support horizontal ou incliné. Le patin 1 définit une partie inférieure du rail, reliée, par l'intermédiaire d'une âme 3 verticale et d'épaisseur faible devant la hauteur totale du rail, à la partie supérieure 5. L'âme 3 est symétrique par rapport à un plan médian vertical, représenté sur la Figure par une ligne en traits mixtes confondue avec l'axe Z, ce plan définissant également le plan médian du patin 1. Le rail comporte, dans sa partie supérieure 5, un champignon 7 et une bavette 9, séparés par une gorge 11, de largeur comprise entre 35 et 41 mm et d'une profondeur de l'ordre de 46 mm. Le champignon 7 se présente comme une partie de plus grande épaisseur par rapport à l'âme 3. Il comporte essentiellement une saillie latérale 13 tournée du côté opposé à la bavette 9. Sa face supérieure 15 définit une surface de roulement convexe sur l'essentiel de la surface, avec une section de faible convexité 17, formant table de roulement pour une section correspondante d'une roue de véhicule ferroviaire. La table de roulement 17 est une section présentant un premier rayon de courbure Ri important, de préférence sensiblement égal à 200 mm, de sorte qu'elle est assimilable à une partie quasi-plane. Par convention, on définira un plan moyen de roulement P comme étant le plan tangent à la table de roulement 17 au point médian M de l'arc formé par la section, dans le plan transversal vertical de la Figure, de la table de roulement 17. De préférence, le plan moyen de roulement est parallèle à la face d'appui 2 du patin 1. On notera que le plan médian de l'âme 3 est ainsi orthogonal au plan moyen de roulement P et à la face plane d'appui 2. La bavette 9 est formée de la partie d'extrémité libre sensiblement verticale d'une branche 18 issue de l'âme 3, et dont la partie de raccordement 19 est située sous le champignon 7. La gorge 11 est définie par la partie creuse comprise entre la face interne de la bavette 9 et la face latérale du champignon 7, située en vis-à-vis. La gorge 11 est prévue pour recevoir une partie de roue dite mentonnet , formée par une section cylindrique de plus grand diamètre destinée au guidage du véhicule. La surface interne de la gorge 11 présente une bande plane 21, située du côté du champignon 7. La table de roulement 17 est raccordée, par l'intermédiaire de deux portions convexes successives 22,23, à la bande plane 21, dans la partie supérieure de cette dernière. La première portion convexe 22, conformée sensiblement en portion cylindrique, présente un rayon de courbure R2 sensiblement égal à 60 mm. La deuxième portion convexe 23, conformée sensiblement en portion cylindrique, présente un troisième rayon de courbure R3 sensiblement égal à 13 mm. La bande plane 21 est de préférence, comme cela a été représenté, prévue avec une inclinaison a correspondant à une pente de 1/20 par rapport à la verticale, c'est-à-dire par rapport à un plan orthogonal au plan moyen P. Un profil de rail à gorge tel que celui qui vient d'être décrit, est particulièrement bien adapté au nouveau concept des réseaux urbains de tramways pouvant convenir au matériel roulant qui utilise des tronçons de voie comportant des rails à gorge et des rails vignole . L'invention permet, en retenant un profil de bandage de roues approprié, des cotes d'écartement de la voie de l'ordre de 1432 mm, une cote de calage des essieux de 1380 mm, et des tolérances adaptées, d'améliorer l'inscription des véhicules dans la courbe de la voie, d'éliminer l'essentiel des problèmes de crissement, et de supprimer, en pose inclinée, les phénomènes de lacets en voie droite. Ces avantages concourent à une meilleure tenue de la voie et du matériel roulant, et augmentent le confort des passagers et des riverains. Pour pouvoir faire l'objet d'une pose sur traverses réalisées en série, avec un positionnement fixe des patins de rail, le rail à gorge défini précédemment doit respecter des tolérances rigoureuses. En particulier, la distance D entre la bande plane 21 et la face latérale du patin 1 opposée à la bavette 9 doit être tolérancée de façon précise à ~ 1 mm. Cette tolérance ne peut être obtenue que par une fabrication au laminoir dit universel . REVENDICATIONS 1. Rail à gorge pour voie ferrée courante ou appareil de voie, comprenant, dans une partie supérieure (5), un champignon (7) ayant une face supérieure de roulement (17) faiblement convexe par rapport à un plan moyen de roulement (P) selon un premier rayon de courbure (R1), et une face latérale de guidage (21) sensiblement plane, inclinée avec une pente de 1/20 par rapport à un plan orthogonal audit plan moyen de roulement, caractérisé en ce que ladite face supérieure de roulement (17) est raccordée à la face latérale de guidage (21) par deux portions convexes successives (22, 23), ayant respectivement des deuxième (R2) et troisième (R3) rayons de courbure sensiblement égaux à 60 mm et 13 mm respectivement. 2. Rail à gorge suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le premier rayon de courbure (R1) est sensiblement égal à 200 mm. 3. Rail à gorge suivant la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'il comprend, dans une partie inférieure, un patin (1) présentant une face plane d'appui (2) parallèle au plan moyen de roulement (P). 4. Rail à gorge suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'il comporte, entre la partie supérieure (5) et la partie inférieure, une partie de transition formée d'une âme (3) présentant un plan médian orthogonal au plan moyen de roulement (P). 5. Rail à gorge suivant l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce la distance entre la bande plane (21) et la face latérale du patin (1) opposée à la bande plane (21) est tolérancée à + 1 mm, de sorte que le rail peut être posé sur des traverses réalisées en série. 6. Utilisation d'un rail à gorge suivant l'une quelconque des revendications 1 à 5 pour la réalisation d'un L'invention concerne un rail à gorge pour voie ferrée courante ou appareil de voie, comprenant, dans une partie supérieure, un champignon ayant une face supérieure de roulement faiblement convexe par rapport à un plan moyen de roulement selon un premier rayon de courbure, et une face latérale de guidage sensiblement plane, inclinée avec une pente de 1/20 par rapport à un plan orthogonal audit plan moyen de roulement. Un tel rail à gorge est par exemple connu du document FR 01 10 033. Le profil de rail à gorge décrit dans ce document vise, en particulier, à assurer une continuité de roulement optimal entre un réseau ferré en rail à gorge, par exemple en zone urbaine, et un réseau ferré en rail vignole à pose inclinée. Le but principal de l'invention est de fournir un rail à gorge permettant d'être raccordé à des réseaux classiques inter-urbains en rail vignole , avec des conditions de continuité de roulement optimal, et ce quelles que soient les conditions de pose, inclinées ou non, des rails vignole . En particulier, l'invention vise à conférer au profil de rail à gorge des caractéristiques répondant de façon optimale aux exigences de guidage, de roulement, de sollicitation, et de production dans les tolérances requises, pour une utilisation avec des roues de véhicule dont le bandage est optimisé pour la voie spécifique en rail à gorge ou en rail vignole pour tramways ; en cas de pose inclinée pour la voie du réseau ferroviaire conventionnel. Plus précisément encore, l'invention a pour but de fournir un rail à gorge offrant une continuité optimale avec les rails vignole les plus courants dans le réseau ferroviaire inter-urbain français, dont le profil est défini par la norme AFNOR U 50.