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Joint de rail et procédé pour faire ce joint.
Pour réunir entre elles de façon inamovible les extrémités des rails, on a presque toujours utilisé jusqu'ici la soudure aluminothermique qui, toutefois, est non seulement fort co teuse, mais a encore en particulier l'inconvénient de modifier la structure du métal du rail dans le voisinage du joint; d'autre part, la réfection du joint après un dé- monta.ge entraîne de grandes pertes. On a bien utilisé aussi des procédés de soudure plus simples, mais jusqu'ici aucun n'a été reconnu suffisamment sûr.
L'inventeur a cherché à résoudre ce problème par les moyens les plus simples, en évitant toute altération
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de la structure du rail, en particulier aux endroits ex- posés, tout en assurant un joint solide et sûr pouvant néanmoins être démonté au besoin sans pertes sensibleset sans difficultés particulières.
On sait, en effet, que la soudure à la thermite exige une température considérable et qu'elle entraîne par conséquent une modification sensible des propriétés inter- nes du métal des rails, ce qui annotamment pour effet de réduire la résistance au choc et, par conséquent, la sécu- rité de la marche. En outre, il n'est plus possible d'en- lever la couche de thermite coulée sur les extrémités des rails, ce qui fait que le démontage n'est possible que par le sectionnement des extrémités des rails sur toute la lon- gueur de la partie chauffée. Un autre inconvénient consis- te en ce qu'il n'est pas possible de déterminer par le cal- cul la résistance du joint.
On a déjà cherché à réunir les extrémités des rails au moyen de cales soudées sur la semelle des rails, mais ceci entraînait, même lorsque le chauffage était peu inten- se, des déformations et des fissures sur le patin des rails, les joints de soudure se trouvant sur les arêtes extérieures, c'est-à-dire aux endroits les plus délicats, ce qui provo- quait fréquemment des ruptures partielles ou totales des rails.
Suivant l'invention, les extrémités des rails à réunir sont encastrées dans une chape posée à chaud autour du patin des rails, les branches de cette chape étant re- tournées par dessus les bords et soudées sur la face supé- rieure du patin des rails près de l'âme, c'est-à-dire à un endroit à partir duquel la chaleur de la soudure peut se
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répartir d'une façon plus égale et plus rapide dans le métal et ne peut plus provoquer de fissures sur les arêtes du patin pincé dans la chape et, par conséquent, protégé par celle-ci. La pince ainsi établie et fixée entoure le patin, comme le ferait un anneau fermé et serré si fortement, par le frettage produit par le refroidissement, qu'aucune sé- paration n'est à craindre, même sous les plus grands efforts.
On soude, en outbe, les champignons des rails entre eux pour obtenir un plus grand module de résistance ou un plus grand profil, afin de remplir complètement l'intervalle lais- sé par le joint sur la table de roulement.
Plusieurs modes de réalisation sont représentés sur le dessin annexé.
La figure 1 est une vue de profil d'un joint de rail non supporté; la figure 2 en est une coupe transversale par la ligne II-II; la figure 3 montre une forme particulière donnée aux extrémités des rails pour la soudure des champignons; les figures 4 à 8 montrent des variantes d'exécution.
Les extrémités 1 et 2 des rails, extrémités qui se touchent, sont maintenues assemblées au moyen de la chape 3.
Les points de soudure sur la face supérieure du patin sont désignés par 4, et ceux des champignons par 5.
Un avantage particulier de cette disposition consiste en ce que les joints de soudure 4 sont beaucoup plus rap- prochés de l'axe neutre, dans lequel la tension est nulle, que lorsque les bords extérieurs du patin sont soudés par exemple sur une cale ou semelle ; est également plus avantageux en ce qui concerne le travail des points de soudu- re, car on sait que c'est dans la zône la plus éloignée que
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l'effort est le plus grand. Il y a lieu de remarquer en outre que ce joint, qui peut aussi être calculé exactement d'avance, notamment par rapport aux soudures à la thermite, résiste également aux essais de choc les plus rigoureux prescrit dans les conditions normalisées de réception des rails.
Il n'est naturellement pas nécessaire que le joint de soudure couvre toute la largeur de la chape. On peut aussi utiliser à volonté la soudure électrique, la soudure autogène à gaz protecteur ou une soudure analogue, et le cas échéant aussi la soudure à la thermite pour le champi- gnon.
Par ailleurs,les champignons peuvent aussi être soudés très avantageusement et simplement au moyen de la soudure électrique à résistance. Dans ce cas, on munira l'une des extrémités des rails, ou les deux, comme le mon- tre la figure 3, dans la partie occupée par le champignon, d'un épaulement saillant 6 pouvant être obtenu par un usi-- nage approprié des extrémités des rails, ou par l'insertion d'une mince plaquette. Lorsque les extrémités des rails sont rapprochées bout à bout, la chaleur de soudure se con- centre alors sur la petite section de cet épaulement, après quoi la soudure a lieu sous pression.
On augmente encore la résistance du joint lorsque, outre les champignons, on soude aussi entre eux les patins aux extrémités des rails.
Quand on dispose d'un courant électrique convenant pour la soudure électrique à résistance, on peut aussi l'utiliser pour chauffer les chapes en insérant celles-ci simplement dans le circuit électrique et en retournant par dessus les.patins des rails leurs branches chauffées à blanc,
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que l'on fixe ensuite par des points de soudure aux faces supérieures des patins.
Les chapes elles-mêmes peuvent être exécutées de différentes manières, ainsi que le montrent les Figs. 4 à 6. Etant donné,en effet,que les plus grands efforts de trac- tion se produisent dans le plan du joint de rail, il est avantageux de renforcer cette section en son milieu, mais comme des dimensions aussi fortes sont inutiles aux autres endroits, on donnera de préférence à la chape un profil variable, effilé vers les extrémités. Ceci peut être obtenu, par exemple, en renforçant les chapes en leur milieu ou encofe en ménageant des nervures 7 (Fig. 4) à la face in- férieure de la chape 3.
Dans la forme d'exécution spéciale représentée en vue de côté et en plan sur la Fig. 5, la chape présente à ses deux extrémités une forme en queue d'aronde due aux échancrures 8. Dans la vue en plan de la Fig. 5, la posi- tion des branches de la chape, avant le repliage, est re- présentée en pointillés. De ce fait les profils longitudi- naux d'une telle chape sont de longueurs différentes. La chape n'a toute sa longueur qu'aux bords latéraux qui doi- vent être soudés, tandis que vers le milieu, la longueur du profil décroît peu-à-peu.
On obtient de cette manière une transmission progressive des efforts des rails à la chape et on éviteainsi avec certitude que les bords des patins ne se déchirent le long des bords repliés des chapes, car, dans ce cas, les bords des échancrures suivent une direction oblique autour des bords des patins et empêchent le cisail- lement.
La Fig. 6 montre une chape double pour l'établisse- ment d'un joint de rail aux endroits où - ainsi que cela se
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présente dans les constructions de voie ferrée - deux rails s'étendent l'un à côté de l'autre si près que les branches intérieures de la chape ne peuvent être soudées au patin du rail. Ainsi qu'on le voit, cette chape double entoure les deux rails et elle comporte en son milieu une nervure 9 en forme de T qui maintient vers le bas les bords intérieurs des deux patins. Dans ce cas, les patins des rails assemblés bout-à-bout ne sont pas soudés sur le côté intérieur, mais la nervure 9 les maintient suffisamment. D'autre part la chape est aussi soudée au rail voisin non interrompu qui, de ce fait, contribue à la solidité du joint.
En outre, par suite de la plus grande contraction de la chape double, plus large, la résistance du joint se trouve accrue encore da- vantage.
Lorsqu'on veut employer la chape pour établir un joint entre deux rails de hauteurs différentes, il faut d'abord porter au même niveau les patins des rails. Ainsi que le montre la Fig. 7, on découpe à cet effet de l'âme du rail le plus haut un morceau correspondant à la différence des hauteurs et on relève dans la position représentée en pointillés la partie du patin ainsi séparée que, de préférence, on soude de nouveau à l'âme, après quoi on dresse dans le même plan vertical, par usinage, l'extrémité du rail. On peut aussi procéder en fendant l'âme du rail de plus petite hauteur, en pliant le patin vers le bas et en remplissant l'ouverture ainsi formée dans l'âme par soudure d'un morceau découpé d'une façon correspondante. Cela. étant, on peut alors fixer la chape sur les patins mis de niveau.
Dans le cas de rails doubles pour lignes de tramways on procède d'une manière analogue pour amener les patins à assembler dans une position telle qu'il y ait assez de place
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pour la chape malgré la présence du rail voisin. La Fig. 8 montre un joint de ce genre. On fend les extrémités des deux rails, on plie vers le bas les patins, on dresse les extrémités du rail et on soude une plaque de remplissage 10 dans l'ouverture formée; de ce fait on augmente aussi la section du profil de rail à l'endroit du joint et on ac- croît la résistance.
On peut aussi, de la même manière, déplacer laté- ralement, c'est-à-dire horizontalement, les patins séparés des rails, et, dans ce cas, la plaque de remplissage sera disposée horizontalement aussi.
Pour les joints en courbe on cintre la chape au moyen de mâchoires incurvées d'une manière correspondante ou au moyen d'outils analogues.
REVENDICATIONS ---------------------------
1) Joint de rail, caractérisé par une chape en forme d'étrier posée à chaud sur les patins des rails mis bout-à-bout et dont les branches repliées sont soudées aux faces supérieures des patins des rails.