Brevet FR2887898A1 — publié le 20070105

La présente invention concerne un coeur de croisement à pointe mobile pour voie ferrée, comprenant: - un ensemble de berceau comportant une partie d'encastrement pour pointe mobile, qui possède deux éléments 5 de talon espacés l'un de l'autre, une pointe mobile montée dans l'ensemble de berceau en étant encastrée dans la partie d'encastrement, - des pièces d'entretoise interposées entre les éléments de talon et la pointe mobile, et - des moyens de fixation démontable de la pointe mobile dans la partie d'encastrement. Généralement, la conception des coeurs de croisement connus ne permet pas le démontage et le remplacement en voie (sur site) de la pointe mobile, lorsque cette dernière est 15 usée ou endommagée. Par exemple, les coeurs de croisement décrits dans le brevet FR 2 788 535 comprennent des entretoises formées d'une pièce avec les éléments de talon. Ainsi, l'extraction de la pointe mobile de la chambre d'éclissage ne peut être réalisée, pour de tels coeurs de croisement, que dans la direction principale de la voie, c'est-à-dire axialement. Cette extraction nécessite de démonter préalablement la partie d'encastrement, solidairement avec la pointe mobile, l'extraction de la pointe mobile étant ensuite réalisée en atelier, et non sur site, ce qui nécessite la dépose du coeur usé ou endommagé et son remplacement par une pièce de rechange de même type. Une telle opération de maintenance représente non seulement un coût très élevé, mais également une très longue 30 durée de neutralisation de la voie. L'invention a pour but de résoudre cet inconvénient, et de rendre possible une telle opération de maintenance sur site, afin de réduire très sensiblement la durée et le coût de l'opération de maintenance. A cet effet, l'invention a pour objet un coeur de croisement du type cidessus, dans lequel les pièces d'entretoise sont fixées de façon démontable sur les éléments de talon par lesdits moyens de fixation démontable, de telle sorte que le démontage vertical de la pointe par rapport à l'ensemble de berceau est possible. Suivant des caractéristiques optionnelles de l'invention. - les moyens de fixation démontable comprennent des organes d'assemblage possédant chacun une tige filetée transversale, serrée sur les deux éléments de talon, et traversant, dans une section transversale, les éléments de talon, les entretoises, et la pointe mobile; - les organes d'assemblage possèdent chacun un ensemble de douille, dans lequel est montée la tige filetée, l'ensemble de douille traversant au moins partiellement, dans une section transversale, les éléments de talon, les entretoises, et la pointe mobile; - le coeur de croisement comprend, pour chaque pièce d'entretoise, au moins une cale de sécurité fixée de façon démontable sur un élément de talon, par exemple par vissage, en appui sur une face supérieure de la pièce d'entretoise, de sorte à limiter le débattement vertical de la pointe; - l'ensemble de berceau comporte 25. un berceau du côté de l'extrémité de pointe, la partie d'encastrement du côté de l'extrémité de talon, et deux éléments intermédiaires reliant le berceau respectivement aux deux éléments de talon; et - la partie d'encastrement possède une plaque d'appui s'étendant entre les deux éléments de talon, et supportant la pointe mobile. Selon un premier mode de réalisation de l'invention: - la plaque d'appui est réalisée d'une pièce avec les deux éléments de talon; - la partie d'encastrement est constituée d'une pièce de talon monobloc, notamment moulée en acier ou en fonte spéciale; et - la pièce de talon est assemblée sur les deux éléments intermédiaires par soudage ou au moyen de joints collés. Suivant un deuxième mode de réalisation de l'invention: - la plaque d'appui est une pièce distincte des deux éléments de talon; et - les deux éléments de talon sont obtenus par usinage des deux éléments intermédiaires. Des modes de réalisation de l'invention vont maintenant être décrits plus en détail en référence aux dessins annexés, sur lesquels: -la Figure 1 est une vue schématique de dessus d'un coeur de croisement selon l'invention, placé en voie; - la Figure 2 est une vue partielle de dessus d'un coeur de croisement conforme à un premier mode de réalisation de l'invention; - la Figure 3 est une vue en coupe, à plus grande échelle, dans le plan 3-3, du coeur de croisement de la Figure 2; - la Figure 4 est une vue analogue à la Figure 2, d'un coeur de croisement conforme à un deuxième mode de réalisation de l'invention; et - la Figure 5 est une vue en coupe, à plus grande 30 échelle, dans le plan 5-5, du coeur de croisement de la Figure 4. Sur la Figure 1, on a représenté schématiquement un coeur de croisement 1 conforme à l'invention, placé en voie en situation d'utilisation. Dans toute la description qui va suivre, le coeur de croisement sera supposé dans sa position d'utilisation horizontale, et tous les termes de direction et de position seront compris selon cette orientation. En particulier, les termes horizontal et vertical pouvant qualifier certaines parties du coeur de croisement, s'entendront selon une position d'utilisation horizontale du coeur de croisement. D'autre part, les termes axial et transversal s'entendront par rapport à la direction générale de la voie. En référence à la vue schématique de la Figure 1, le coeur de croisement 1 comprend essentiellement un ensemble de berceau 3 fixé aux traverses, et une pointe mobile 5 montée dans l'ensemble de berceau 3. L'ensemble de berceau 3 est constitué essentiellement d'un berceau de pointe 11, d'une partie d'encastrement 12, et d'une partie intermédiaire 13 reliant la partie d'encastrement 12 au berceau de pointe 11. A une extrémité de pointe, le berceau 11 présente deux régions 21, 22, disposées symétriquement de part et d'autre du plan vertical axial. Ces régions 21, 22 ont, en section transversale, des formes respectives symétriques par rapport au plan vertical axial du berceau 11, et présentent un profil de rail. Deux coupons de rail 21A, 22A sont soudés respectivement aux régions 21, 22 de l'extrémité de pointe du berceau 11, chacun de ces coupons présentant un profil de rail identique à celui de la region d'extrémité correspondante 21, 22. De la même façon, le berceau 11 présente, à son extrémité de talon, deux régions 23, 24 disposées symétriquement de part et d'autre du plan vertical axial, ces régions 23, 24 ayant en section transversale des formes respectives symétriques par rapport à ce plan. La partie intermédiaire 13 comporte deux éléments intermédiaires 33, 34 présentant chacun un profil laminé de rail ou des éléments moulés dont les extrémités sont identiques à celles de la région correspondante 23, 24. La partie d'encastrement 12 comprend de façon correspondante deux éléments de talon 35, 36, dont les extrémités de profil correspondent à celles des éléments intermédiaires 33, 34, et prolongeant respectivement ces derniers. L'ensemble de berceau 3 comprend d'autre part, généralement en plusieurs parties assemblées, une paroi de fond s'étendant horizontalement entre les profils définis par les régions d'extrémité 21, 22, 23, 24, les éléments intermédiaires 33, 34, et les éléments de talon 35, 36. La pointe mobile 5, lorsqu'elle est montée dans l'ensemble de berceau 3, repose sur cette paroi de fond. La pointe mobile 5 comprend une région d'extrémité libre 41 (ou extrémité de pointe) effilée, ayant un profil prévu pour assurer une continuité de surface de guidage, sélectivement avec l'une ou l'autre des régions de pointe 21, 22 du berceau 11, selon la position de l'extrémité de pointe 41. Comme cela sera mieux vu en se référant également aux Figures 3 et 5, la pointe mobile 5 comporte deux rails 43, 44 de profil spécial à âme épaisse 46, ayant un champignon 47 et un patin renforcé 48. Ces rails 43, 44 s'étendent de façon à converger vers l'extrémité de pointe 41, cette dernière étant constituée de l'extrémité de l'un des deux rails. La pointe mobile 5 a une section d'encastrement 49 qui est fixée dans l'ensemble de berceau 3, par des moyens qui vont être décrits ci-après. Sur les Figures 2 et 3, on a illustré un premier mode de réalisation de l'invention, dans lequel la partie d'encastrement 12 est constituée d'un berceau monobloc. Par exemple, ce berceau monobloc 12 est réalisé par moulage en acier ou en fonte spéciale, dont les éléments de talon 35, 36 sont assemblés aux éléments intermédiaires respectifs 33, 34, par soudage ou au moyen de joints collés. Comme représenté sur la Figure 2, l'ensemble de berceau 3 est fixé à des traverses 50, au moyen de dispositifs de fixation tous désignés par la référence générale 51, mais qui peuvent être d'un type différent pour chacun des éléments de l'ensemble de berceau 3, à savoir le berceau 11, la partie d'encastrement 12, et la partie intermédiaire 13. Ces dispositifs de fixation ne font pas l'objet de l'invention, et ne sont donc pas décrits plus en détail. Comme cela est visible sur la Figure 3, le berceau monobloc 12 formant partie d'encastrement possède une plaque d'appui 55 formant paroi de fond, sur laquelle reposent les patins 48 des deux rails 43, 44 formant la pointe mobile. La plaque d'appui 55, formée d'une pièce avec les éléments de talon 35, 36, définit avec eux une section transversale du berceau 12 généralement en U. La plaque d'appui 55 est prolongée latéralement, extérieurement par rapport aux éléments de talon 35, 36, par des rebords extérieurs 57 permettant la fixation sur les traverses 50 du berceau 12, au moyen des dispositifs de fixation 51. Les deux rails 43, 44 sont calés entre eux par une entretoise 60 qui épouse leurs parties internes de profil, en prenant appui sur ces dernières. Pour assurer la fixation et le calage de la pointe mobile 5 au niveau de sa section 49 dans le berceau 12 (ou partie d'encastrement), le coeur de croisement 1 comporte des moyens de fixation et de calage démontables 61. Ces derniers comprennent des pièces d'entretoise 63, au nombre de quatre dans l'exemple représenté sur la Figure 2, disposées par paires en vis-àvis de chaque côté de la pointe mobile. Chaque pièce d'entretoise 63 a une forme généralement parallélépipédique allongée axialement. Les deux pièces d'entretoise 63 d'une même paire sont sensiblement symétriques par rapport au plan axial vertical, et assurent chacune le calage de l'un des deux rails 43, 44 sur l'élément de talon correspondant 35, 36. Chaque pièce d'entretoise 63 est en appui, par une face latérale extérieure, sur une face interne de l'élément de talon correspondant 35, 36, et par une face latérale interne, sur un flanc externe de l'âme 46 du rail 43, 44 correspondant. Les entretoises 63 ont une forme adaptée pour coopérer par complémentarité de forme, sur toute la longueur axiale de l'entretoise, avec une partie du profil externe du rail respectif 43, 44, cette partie comprenant la surface supérieure du patin 48, la surface externe de l'âme 46, jusqu'à la surface de transition entre l'âme 46 et le champignon 47. Les éléments de talon 35, 36, les âmes 46 des rails 43, 44, l'entretoise 60, et les pièces d'entretoise 63, sont percées coaxialement par des alésages transversaux 69, par exemple au nombre de quatre par entretoise. Ces alésages 69 sont décalés axialement les uns par rapport aux autres dans l'exemple représenté ; ils sont représentés par des traits mixtes sur la Figure 2. Les moyens de fixation et de calage 61 comprennent, pour chaque alésage 69, un boulon de serrage 70. Le boulon 70 comprend une vis 71, dont la tête 72 prend appui sur une face externe d'un élément de talon 36, par l'intermédiaire de rondelles 73, et dont la tige filetée s'étend coaxialement au travers de l'alésage 69. Le boulon 70 comprend d'autre part un écrou 77, serré sur l'extrémité filetée de la tige filetée 75, et en appui sur une face externe de l'autre élément de talon 35, par l'intermédiaire de rondelles 79. Le serrage de l'écrou 77 sur la vis 71 est sécurisé au moyen d'un écrou frein 80. Les moyens de fixation et de calage 61 comprennent en outre un ensemble de douille agencé coaxialement entre la tige filetée 75 et la face interne de l'alésage 69. Cet ensemble de douille comprend un manchon cylindrique central 81 logé dans l'alésage de l'entretoise 60, et deux goupilles 83 (de préférence de type Mecanindus ). Ces goupilles 83 sont engagées chacune dans une section d'alésage 69 formée dans un élément de talon 35, 36, une pièce d'entretoise 61, et une âme de rail 46, de part et d'autre du manchon central 81. Chaque boulon 70 définit avec l'ensemble de douille 81, 83 un organe d'assemblage démontable qui est, en utilisation, serré sur les deux éléments de talon 35, 36, en calant transversalement, sans possibilité de jeu transversal sensible, la pointe mobile 5 entre les éléments de talon 35, 36 par l'intermédiaire des pièces d'entretoise 63. Les moyens de fixation et de calage 61 comprennent, dans l'exemple représenté, et bien que cela soit optionnel, des cales de sécurité 89 associées à chaque pièce d'entretoise 63. Chaque cale 89 est fixée de façon démontable, ici au moyen de vis 90 sur un élément de talon respectif 35, 36, dans une partie supérieure de ce dernier. La cale 89 fait saillie vers l'intérieur du berceau 12 et prend appui, par une face inférieure, sur une face supérieure de la pièce d'entretoise 63 correspondante. Les cales 89 sont prévues pour limiter le débattement vertical des pièces d'entretoise 63 en situation de vie du c ur de croisement, de sorte à réduire les mouvements verticaux de la pointe 5 en cas de desserrage d'un ou plusieurs boulons 70. On comprend que la pointe mobile 5 peut être extraite verticalement (suivant la direction Z indiquée sur la Figure 3) à partir de sa position d'encastrement, après démontage des moyens de fixation et de calage 61. Pour démonter la pointe mobile 5 de l'ensemble de berceau 3, les opérateurs peuvent procéder sur site de la façon suivante: - libérer les extrémités des rails 43, 44 en les séparant de la voie courante; démonter les cales 89 en retirant les vis 90; - retirer les boulons 70 avec leur ensemble de douille 81, 83 (par des moyens adaptés tels que des vérins hydrauliques) ; - extraire verticalement, suivant la direction Z, la pointe mobile 5 avec les pièces d'entretoise 63. Après remplacement de la pointe mobile endommagée, le remontage de la pointe mobile est effectué de façon 20 inverse, qu'il n'est pas nécessaire de préciser. Le deuxième mode de réalisation de l'invention qui a été illustré sur les Figures 4 et 5 diffère du premier mode précédemment décrit uniquement en ce que la partie d'encastrement 12 n'est pas définie par un berceau monobloc. Dans cet exemple de réalisation, la plaque d'appui est une pièce distincte des deux éléments de talon 35, 36, lesquels sont obtenus par usinage des éléments intermédiaires respectifs 33, 34. De préférence, la plaque d'appui 155 est réalisée dans une matière différente de celle des éléments de talon 35, 36, et fixée indépendamment de ces derniers sur le support. On notera en particulier que les pièces d'entretoise 63 et les moyens de fixation et de calage 61 de la pointe mobile dans la partie d'encastrement 12 sont en tous points analogues, voire identiques, à ceux décrits dans le premier mode de réalisation. Ils ne seront donc pas décrits à nouveau. On précisera que, de façon préférée, le berceau 11 est obtenu de fonderie et moulé en acier allié, notamment en acier moulé hyper-trempé au manganèse, éventuellement pré-durci. Il est usiné sur toutes les surfaces de roulement, de contact, de glissement ou de raccordement. Les deux coupons de rail 21A, 22A, qui font partie du c ur de croisement, sont des profils de rail en acier laminé au carbone ou faiblement allié, et sont reliés au berceau 11 par soudure, éventuellement par l'intermédiaire d'inserts. Les éléments intermédiaires 33, 34 sont de préférence réalisés en rail ou en acier moulé au carbone ou faiblement allié, ayant une résistance mécanique proche de celle des rails, et permettant leur soudage au berceau 11, éventuellement par l'intermédiaire d'un insert. REVENDICATIONS 1. Coeur de croisement à pointe mobile pour voie ferrée, comprenant. - un ensemble de berceau (3) comportant une partie (12) d'encastrement pour pointe mobile, qui possède deux éléments de talon (35, 36) espacés l'un de l'autre, - une pointe mobile (5) montée dans l'ensemble de berceau (3) en étant encastrée dans la partie d'encastrement (12), - des pièces d'entretoise (63) interposées entre les éléments de talon (35, 36) et la pointe mobile (5), et - des moyens (70, 81, 83) de fixation démontable de la pointe mobile (5) dans la partie d'encastrement (12), caractérisé en ce que les pièces d'entretoise (63) sont fixées de façon démontable sur les éléments de talon (35, 36) par lesdits moyens de fixation démontable (70, 81, 83), de telle sorte que le démontage vertical (Z) de la pointe (5) par rapport à l'ensemble de berceau (3) est possible. 2. C ur de croisement suivant la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens de fixation démontable comprennent des organes d'assemblage (70, 81, 83) possédant chacun une tige filetée transversale (75), serrée sur les deux éléments de talon (35, 36), et traversant, dans une section transversale, les éléments de talon (35, 36), les entretoises (63), et la pointe mobile (5). 3. Coeur de croisement suivant la revendication 2, caractérisé en ce que les organes d'assemblage (70, 81, 83) possèdent chacun un ensemble de douille (81, 83), dans lequel est montée la tige filetée (75), l'ensemble de douille (81, 83) traversant au moins partiellement, dans une section transversale, les éléments de talon (35, 36), les entretoises (63), et la pointe mobile (5). 4. Coeur de croisement suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'il comprend, pour chaque pièce d'entretoise (63), au moins une cale de sécurité (89) fixée de façon démontable sur un élément de talon (35, 36), par exemple par vissage, en appui sur une face supérieure de la pièce d'entretoise (63), de sorte à limiter le débattement vertical de la pointe (5). 5. Coeur de croisement suivant l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que l'ensemble de 10 berceau (3) comporte - un berceau (11) du côté de l'extrémité de pointe, - la partie d'encastrement (12) du côté de l'extrémité de talon, et - deux éléments intermédiaires (33, 34) reliant le 15 berceau (11) respectivement aux deux éléments de talon (35, 36). 9. Coeur de croisement suivant l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que la partie d'encastrement (12) possède une plaque d'appui (55;155) s'étendant entre les deux éléments de talon (35, 36), et supportant la pointe mobile (5). 10. Coeur de croisement suivant les revendications 5 et 6 prises ensemble, caractérisé en ce que la plaque d'appui (55) est réalisée d'une pièce avec les deux éléments de talon (35, 36). 11. Coeur de croisement suivant la revendication 7, caractérisé en ce que la partie d'encastrement (12) est constituée d'une pièce de talon monobloc, notamment moulée en acier ou en fonte spéciale. 9. Coeur de croisement suivant la revendication 8, caractérisé en ce que la pièce de talon (12) est assemblée sur les deux éléments intermédiaires (33, 34) par soudage ou au moyen de joints collés. 10. Coeur de croisement suivant les revendications 5 et 6 prises ensemble, caractérisé en ce que la plaque d'appui (155) est une pièce distincte des deux éléments de talon (35, 36). 11. Coeur de croisement suivant la revendication 10, caractérisé en ce que les deux éléments de talon (35, 36) sont obtenus par usinage des deux éléments intermédiaires (33, 34).